Электроды суперконденсаторов с эффектом псевдоемкости на основе слоев ?-mnooh, синтезированных методом ионного наслаивания

Институт Химии СПбГУ, Санкт-Петербург

В последнее время, как известно, для получения электродов суперконденсаторов с эффектом псевдоемкости все большее применение находят методики послойного (layer-by-layer) синтеза [1], поскольку они позволяют нанести на поверхность изделия с большой удельной поверхностью и  сложной формой слои, например оксида или гидроксида металла контролируемой толщины. К числу таких методик относится и методика ионного наслаивания (ИН) [2], которая впервые использовалась для получения слоев γ-MnOOH на поверхности пеноникеля, служащего модельным электродом для изучения их электрохимических свойств.

Исследование синтезированных слоев выполнено методами СЭМ, РФС, ИК-Фурье спектроскопии и дифракции рентгеновских лучей. Результаты исследований указывают на образование на поверхности подложек в процессе синтеза методом ИН слоев манганита γ-MnOOH, состоящих из наностержней размером примерно 10 x 100 нм. Электрохимические свойства электродов суперконденсаторов на основе пеноникеля и синтезированных слоев изучены методом циклической вольтамперометрии и методом гальваностатических кривых заряда-разряда с использованием 3-х электродной электрохимической ячейки.

Рис. 1. Электронная микрофотография слоя, синтезированного в результате 30 циклов обработки пеноникеля по методике ИН.

Исследование электрохимических свойств полученных электродов показало, что электроды со слоями γ-MnOOH, при плотности тока 1 А/г задают удельную емкость суперконденсатора равную 960 Ф/г, при этом после 1000 циклирований падение емкости не превышает 5 %.  Важно, что композит данных слоев γ-MnOOH с УНТ и графеном имеет емкость равную 1300 Ф/г. 

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 15-03-08253.

Литература

1. [1] Xiang Y., Lu S., Jiang S.P. Chem. Soc. Rev. 2012. vol. 41.  P. 7291-7321.
2. [2] Толстой В.П. УХ. 2006. T. 75. вып.2. С. 183-199.