Вплив термохімічної обробки вуглецевих матеріалів на їх електрохімічні властивості

Abstract

У роботі представлені результати електрохімічних досліджень нанопористого вуглецю як електродного матеріалу для електрохімічних конденсаторів (ЕК). Нанопористий вуглецевий матеріал (НВМ) отриманий із сировини рослинного походження шляхом її карбонізації та наступної активації калій гідроксидом. Встановлено, що існує оптимальне співвідношення між вмістом КОН і вуглецевим матеріалом під час його хімічної активації, яке рівне 1 : 1, і при цьому максимальна питома ємність НВМ досягає 180 Ф/г. Запропоновано еквівалентну електричну схему, яка дозволяє моделювати спектри імпедансу у діапазоні частот 10 – 3-105 Гц, та подано фізичну інтерпретацію кожного елемента електричної схеми.

В работе представлены результаты электрохимических исследований нанопористого углерода как электродного материала для электрохимических конденсаторов (ЭК). Нанопористый углеродный материал (НУМ) получен из сырья растительного происхождения путем его карбонизации и последующей активации калий гидроксидом. Установлено, что существует оптимальное соотношение между содержанием КОН и углеродным материалом при его химической активации, равное 1 : 1, при котором максимальная удельная емкость НУМ достигает 180 Ф/г. Предложена эквивалентная электрическая схема, которая позволяет моделировать спектры импеданса в диапазоне частот 10 – 3-105 Гц, и представлена физическая интерпретация каждого элемента электрической схемы.

The results of electrochemical studies of nanoporous carbon as an electrode material for electrochemical capacitors are presented in the work. Nanoporous carbon material (NCM) is obtained from raw materials of plant origin by its carbonization and subsequent activation in potassium hydroxide. It is established that there is an optimal ratio 1 : 1 between content of KOH and carbon material at chemical activation, while the maximum specific capacity of NCM is 180 F/g. An equivalent electrical circuit, which allows modeling the impedance spectra in the frequency range of 10 – 3-105 Hz, is proposed and a physical interpretation of each element of the electrical circuit is presented.