Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2017 номер 6

С целью создания функциональных и экономически эффективных новых электродных материалов, в том числе для суперконденсаторов, разработана методика получения и рассмотрены электроемкостные свойства наноструктурированных композитов на основе мезопористого углеродного материала, наполненного оксидами марганца. Углеродный материал, используемый в качестве матрицы нанокомпозитов, получен карбонизацией при 800 °С окисленного в естественных условиях угля. Композиты получали восстановлением растворов перманганата калия углеродной матрицей при температуре 20-25 °С, без введения дополнительных восстанавливающих веществ. Содержание Mn x O y в композитах варьировали от 1 до 5 мас. %. Методом порошковой рентгеновской дифракции показано, что оксиды марганца в нанокомпозите находятся в рентгеноаморфном состоянии. При исследовании электрохимических свойств на потенциостате/гальваностате Parstat 4000 в качестве сепаратора использовали ионообменную мембрану Nafion, в качестве электролита - раствор 6 М KOH. Методами циклической вольтамперометрии (потенциальные окна от -1.5 до 1.5 В, от -1 до 1 В; от 0.1 до 0.8 В), гальваностатического заряда-разряда и электрохимической импедансной спектроскопии показано, что электрическая емкость нанокомпозитных электродов превышает емкость электродного материала на основе матрицы. Для асимметричных ячеек с нанокомпозитными электродами внутреннее сопротивление и полный импеданс меньше по сравнению с данными для симметричной ячейки с электродами на основе матрицы. Оптимальное содержание марганца в композите 3 %; достигнутая при этом емкость составила 404 Ф/г для нанокомпозитного гибридного электродного материала Mn x O y /C в потенциальном окне от 0.1 до 0.8 В, при использовании водного раствора 6 М KОН в качестве электролита.