Vol. 52 (2016), Issue 3, p. 58-68

Гидротермальный экспресс-синтез УНТ/MnO2-композита для асимметричного суперконденсатора

Громадский Д.Г.

Abstract

УДК 546.714-31+544.636/.638

 

Предложена методика гидротермального экспресс-синтеза композита на основе углеродных нанотрубок (УНТ) и диоксида марганца путем прямого восстановления перманганата калия из водно-изо-пропанольного раствора. Оптимизированы условия синтеза (время, температура, соотношения реагентов), детально рассмотрены основные и побочные процессы, протекающие в системе. Полученный УНТ/MnO2-композит исследован с помощью широкого спектра физико-химических и электрохимических методов и проведена оценка возможности его использования в качестве положительно заряженного электрода асимметричного суперконденсатора (СК). Собранная СК-ячейка на основе данного композита и электрода из активированного угля сохраняет достаточно высокую мощность, характерную для традиционных конденсаторов двойного электрического слоя (0,82 кВт/кг), при более чем двукратном увеличении удельной энергии (12,14 Вт×ч/кг).

 

Ключевые слова: гидротермальный экспресс-синтез, УНТ/MnO2-композит, асимметричный суперконденсатор.

 

 

The hydrothermal technique for the express-synthesis of a composite based on carbon nanotubes (CNTs) and manganese dioxide was proposed in this work. It is based on a direct reduction of potassium permanganate from water-iso-propanol media. The conditions of the synthesis (time, temperature, ratios between reagents) were optimized, and the primary and secondary processes that take place in the system were considered in detail. The synthesized CNT/MnO2-composite was studied by means of a wide range of physico-chemical and electrochemical methods to assess a possibility to use it as a positively charged electrode of an asymmetric supercapacitor (SC). The assembled SC-cell based on this composite and an activated carbon electrode keeps a sufficiently high specific power comparable with the traditional electrochemical double layer capacitors (0.82 kW/kg), while the energy density increased more than two-fold (12.14 W×h/kg).

 

Keywords: hydrothermal express-synthesis, CNT/ MnO2-composite, asymmetric supercapacitor.

 

 

Download full-text PDF. 239 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.