Разработка высокоэффективных активированных углей на основе отходов древесины для суперконденсаторов с неводным электролитом.

Главная » Литература » Тезисы » Разработка высокоэффективных активированных углей на основе отходов древесины для суперконденсаторов с неводным электролитом.
Автор: Киселева Е.А., Журилова М.Ю., Кочанова С.А., Школьников Е.И.
Год издания: 2016

ОИВТ РАН, Москва

Двойнослойные суперконденсаторы (СК) в настоящее время являются популярным направлением исследований ввиду их высоких мощностных характеристик, совмещенных с достаточными значениями удельной энергии. Энергия суперконденсаторов запасается в двойном слое на границе фаз электрод – электролит. Благодаря нехимическому накоплению энергии суперконденсаторы имеют преимущество перед аккумуляторами в расчете мощности на единицу массы.

Энергоемкость суперконденсатора определяется электрической емкостью электродов. Самым распространенным материалом для электродов СК является активированный уголь, получаемый из подходящих материалов путем активации. В качестве сырья для активации используют разнообразные карбонизованные прекурсоры: полимеры, нефтяной пек, ископаемый уголь, растительную биомассу (торф, древесину и ее компоненты, скорлупу орехов) и др.

В работе изучено влияние условий термокаталитической щелочной активации на

формирование пористой структуры активированных углей на основе древесины, использованных в качестве электродов в суперконденсаторах с органическим электролитом. Показано, что при изменении температуры активации и количества щелочного активатора имеется возможность регулирования как общего объема пор, так и соотношения микро- и мезопор. Установлены свойства пористой структуры углеродного материала, влияющие на эксплутационные характеристики углеродных электродов (удельную емкость, омические потери) в суперконденсаторе. Показано, что увеличение количества активатора в соотношении карбонизат/активатор до К=1,6 положительно влияет на электрохимические характеристики и обеспечивает высокую удельную емкость СК.

Увеличение температуры активации до 700оС приводит к сокращению объема микропор и появлению более крупных пор возможно благодаря объединению малых пор в более крупные, что негативно влияет на емкость суперконденсатора.

Благодаря оптимизации пористой структуры активированных углей в работе была получена высокая удельная емкость – более 21 Ф/см3, что соответствует мировому уровню разработок в этой области.

Исследование выполнено за счет Гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации

НШ-8406.2016.8 Российского научного фонда (проект номер 14-50-00124)