Корреляции между нанопористой структурой углеродных материалов и функциональными характеристиками суперконденсаторов на их основе

• Автор: Вервикишко, Дарья Евгеньевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Содержание

Список сокращений и обозначений

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Электрохимические системы аккумулирования энергии. Типы суперконденсаторов

1.2. Двойнослойные суперконденсаторы

1.3.Основные элементы и технологии двойнослойного суп ер конденсатора

1.4. Предельные характеристики суперконденсаторов

Глава 2. Объекты и методы экспериментальных исследований

2.1. Активированные угли и электронпроводящие добавки

2.2. Электроды суперконденсаторов и способы их изготовления

2.3. Использованные методики исследования характеристик пористых и дисперсных материалов
2.4. Методика исследования электрохимических параметров
суперконденсаторов и их составляющих
Глава 3. Результаты
3.1. Определение свойств электродов суперконденсаторов, необходимых для достижения высоких удельных характеристик в расчете на массу электрохимической ячейки
3.2. Влияние технологических особенностей изготовления электродов на удельные электрохимические характеристики суперконденсаторов
3.3. Пористая структура активированных углей для суперконденсаторов. Изучение взаимосвязи между условиями синтеза и параметрами пористой структуры
3.4 Подбор параметров синтеза и исследование их влияния на пористую структуру активированных углей из древесины
3.5. Корреляции межу параметрами синтеза активированных углей из древесины, их пористой структурой и электрохимическими характеристиками суперконденсаторов. Саморазряд элементарной ячейки суперконденсатора
3.6. Сравнение характеристик разработанных активированных углей с
аналогами
Выводы
Литература

Список сокращений и обозначений
А - ангстрем - внесистемная единица измерения расстояний, равная
CDC - carbide derived carbon - уголь, полученный из карбида
АУ - активированный уголь
БЭТ - теория Брунауэра, Эммета, Теллера
ДСК - двойнослойный суперконденсатор
ДЭС - двойной электрический слой
КПД - коэффициент полезного действия
ЛИ - метод Лимитированного Испарения
ПФГ - поверхностные функциональные группы
РПР - распределение пор по размерам
СК - суперконденсатор
ТРГ - терморасширенный графит
На фотографиях видно, что частицам карбонизата присуща слоистая структура. В данном случае частицы имеют характерный размер на уровне единиц микрона. Максимальный размер частиц зависит от качества и интенсивности помола.
На 2-ой стадии в карбонизованный материал импрегнировали водный раствор ЫаОН (40 вес.%). Массовое отношение исходного материала к активатору (К) варьировали в широком диапазоне. Полученную смесь затем подвергали пиролизу при температуре 600-850 °С, продолжительностью 1,5-3 часа. Продукт пиролиза промывали деионизированной водой и 1%-ной уксусной кислотой до pH фильтрата 5. Углеродный материал сушили при 105°С. Содержание золы в полученных углеродных материалах составляло 0,7-2,4%.
Характерный вид частиц активированного угля представлен на Рис.6.
Рис. 6. Микрофотографии частиц активированного угля
Другая серия экспериментов была проведена с образцами, полученными из промышленного древесного угля. Некоторые параметры их синтеза приведены в Таблице 3. Особенности формы, структуры и влияние параметров синтеза на пористую структуру угля будут детально обсуждаться в главе 3.