Використання провідникових полімерів на основі магнітних металоксидів, як електродних матеріалів суперконденсаторів

Abstract

Актуальність тематики роботи зумовлена зростаючою потребою у високоефективних, стабільних та екологічно безпечних системах накопичення енергії. Одним із найперспективніших рішень є використання суперконденсаторів, зокрема на основі провідникових полімерів у поєднанні з магнітними металоксидними наноматеріалами, які забезпечують високу питому ємність, електропровідність та циклічну стабільність. Мета кваліфікаційної роботи полягала у дослідженні принципів роботи, конструкції та моделюванні роботи твердотільного суперконденсатора з електродами на основі композитів провідникових полімерів і магнітних металоксидів. Під час виконання роботи використовували теоретичні та чисельні методи дослідження, методи моделювання у середовищі COMSOL Multiphysics, а також термоелектрохімічний підхід для аналізу поведінки суперконденсатора при різних температурах. У результаті проведених наукових досліджень установлено, що застосування композитів на основі поліаніліну, поліпіролу та PEDOT:PSS з наночастинками оксидів перехідних металів дозволяє значно підвищити електрохімічні характеристики суперконденсаторів. Розроблена модель підтверджує залежність імпедансних характеристик і часу релаксації від температури, а також демонструє оптимальні умови роботи твердотільного суперконденсатора до 40 °C.