Імпедансна спектроскопія конденсаторних систем, на основі пористих вуглецевих матеріалів, отриманих з сахаридів.
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.22.4.711-716Ключові слова:
пористий вуглецевий матеріал, імпедансна спектроскопія, суперконденсатор, питома поверхня, еквівалентна електрична схемаАнотація
У роботі з використанням методу імпедансної спектроскопії досліджено електрохімічні процеси в конденсаторних системах на основі пористих вуглецевих матеріалів (ПВМ), отриманих із глюкози, лактози і сахарози за температур активації 800 and 1000°C. Запропоновано еквіваленту електричну схему, яка дозволяє задовільно моделювати імпедансні спектри в діапазоні частот 10-2 – 105 Гц та подано фізичну інтерпретацію кожного елемента електричної схеми. Встановлено, що в конденсаторних системах на основі досліджуваних матеріалів накопичення ємності відбувається за рахунок формування подвійного електричного шару на межі розділу електрод/електроліт, а фарадеївські процеси відсутні. Питома ємність суперконденсаторів на основі отриманих за температури 800°C ПВМ становить 91-154 Ф/г, що зумовлено розвиненою мікропористою структурою матеріалів.
Посилання
B.E. Conway, Electrochemical supercapacitors: scientific fundamentals and technological applications. (Kluwer-Plenum, New York, 1999).
R. Kotz, M. Carlen, Electrochim. Acta 45(15-16), 2483 (2000) https://doi.org/10.1016/S0013-4686(00)00354-6.
A. Burke, J. Power Sources 91(1), 37 (2000) https://doi.org/10.1016/S0378-7753(00)00485-7.
J.R. Miller, A.F. Burke, Electrochem. Soc. Interface 17(1), 53 (2008) https://doi.org/10.1149/2.f08081if.
B.K. Ostafiychuk, I.M. Budzulyak, B.I. Rachiy, R.P. Lisovsky, V.I. Mandzyuk, P.I. Kolkovsky, R.I. Merena, M.V. Berkeshchuk, L.V. Golovko, J. Nano- Electron. Phys. 9(5), 05001-1 (2017) doi: 10.21272/jnep.9(5).05001.
J.Y. Hwang, M. Li, M.F. El-Kady, R.B. Kaner, Adv. Funct. Mater. 27, 1605745 (2017) https://doi.org/10.1002/adfm.201605745.
K. Dujearic-Stephane, M. Gupta, A. Kumar, V. Sharma, S. Pandit, P. Bocchetta, Y. Kumar, J. Compos. Sci. 5, 66 (2021) (https://doi.org/10.3390/jcs5030066).
H. Pan, J. Li, Y.P. Feng, Nanoscale Res. Lett. 5, 654 (2010) (https://doi.org/10.1007/s11671-009-9508-2).
C. Zheng, W. Qian, C. Cui, G. Xu, M. Zhao, G. Tian, F. Wei, J. Nat. Gas Chem. 21(3), 233 (2012) https://doi.org/10.1016/S1003-9953(11)60358-7.
A. Halama, B. Szubzda, G. Pasciak, Electrochim. Acta 55, 7501 (2010) http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2010.03.040.
J. Xu, X. Zhou, M. Chen, S. Shi, Y. Cao, Micropor. Mesopor. Mat. 265, 258 (2018) https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2018.02.024.
B.J. Lee, S.R. Sivakkumar, J.M. Ko, J.H. Kim, S.M. Jo, D.Y. Kim, J. Power Sources 168(2), 546 (2007) https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.02.076.
W. Wei, X. Cui, W. Chen, D.G Ivey, Chem. Soc. Rev. 40(3), 1697 (2011) https://doi.org/10.1039/C0CS00127A.
Y. Xu, J. Wang, W. Sun, S. Wang, J. Power Sources 159(1), 370 (2006) https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.04.011.
V. Gupta, N. Miura, Mater. Lett. 60(12). 1466 (2006) https://doi.org/10.1016/j.matlet.2005.11.047.
H. Inoue, T. Morimoto, S. Nohara, Electrochem. Solid-State Lett. 10(12), A261 (2007) https://doi.org/10.1149/1.2781524.
P.F. Ortega, Garbas A. dos Santos Junior, L.A. Montoro, G. Silva, C. Blanco, R. Santamaría, R.L. Lavall, J. Phys. Chem. C, 122(3), 1456 (2018) https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.7b09869.
V.V. Strelko, V.S. Kuts, P.A. Thrower, Carbon 38(10), 1499 (2000) https://doi.org/10.1016/S0008-6223(00)00121-4.
M. Seredych, D. Hulicova-Jurcakova, G.Q. Lu, T.J. Bandosz, Carbon 46(11), 1475 (2008) https://doi.org/10.1016/j.carbon.2008.06.027.
B.K. Ostafiychuk, I.M. Budzulyak, M.M. Kuzyshyn, B.I. Rachiy, R.A. Zatorskiy, R.P. Lisovskiy, V.I. Mandzyuk, J. Nano- Electron. Phys. 5(3), 03049-1 (2013).
G. Hasegawa, T. Deguchi, K. Kanamori, Y. Kobayashi, H. Kageyama, T. Abe, K. Nakanishi, Chem. Mater. 27(13), 4703 (2015) https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5b01349.
V.I. Mandzyuk, I.F. Myronyuk, V.M. Sachko, B.I. Rachiy, Yu.O. Kulyk, I.M. Mykytyn, J. Nano- Electron. Phys. 10(2), 032018-1 (2018) https://doi.org/10.21272/jnep.10(2).02018.
S.J. Gregg, K.S.W. Sing, Adsorption, surface area and porosity (Academic Press, London, 1982).
E. Barsoukov, J.R. Macdonald, Impedance spectroscopy: theory, experiment, and applications (John Wiley & Sons Inc., New Jersey, 2018).
І.F. Myronyuk, V.I. Mandzyuk, V.M. Sachko, V.M. Gun’ko, Nanoscale Res. Lett. 11(508), 1 (2016) https://doi.org/10.1186/s11671-016-1723-z.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
