ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХАНОХІМІЧНО ОДЕРЖАНИХ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ ПОЛІАНІЛІНУ ТА ГРАФЕНУ ЯК ЕЛЕКТРОДІВ СУПЕРКОНДЕНСАТОРІВ

Анотація

Вивчити можливість використання механохімічно синтезованих нанокомпозитів на основі  поліаніліну  та  графену  в  якості  електродних  матеріалів  для симетричних суперконденсаторів.
Для  досліджень  ССК  використовувалися  методи  циклічної вольтамперометрії, хронопотенціометрії  і  імпедансної  спектроскопії. Циклування  заряду-розряду  здійснювали  при робочій напрузі 0.65, 1,0 і 1.2 В. Розряд ССК через резистор проводили при послідовному включенні зарядженого ССК в електричний ланцюг з опором 10, 25, 50, 75 або 100 Ом. Встановлено, що механохімічно одержаний нанокомпозит PAni/nG може бути використаний  для  створення  ССК,  які  здатні  зберігати  стабільність  при  циклуванні  протягом щонайменше  10000  циклів  і  забезпечувати  питому  ємність  ~  360  Ф/г.  Оптимальною  робочою напругою ССК на основі PAni/nG є 0.65 В. Виявлено, що присутність наночастинок nG в об’ємі PAni обумовлює  високу  стабільність  ССК  при  тривалому  циклуванні,  тоді  як  аналогічні  пристрої  на
основі  ch-PAni  такою  характеристикою  не  володіють.  Показано,  що  ССК  на  основі  PAni/nG виявляють  високі  швидкісні  характеристики  і  здатні  функціонувати  при  високих  струмових навантаженнях на рівні 30 А/г та забезпечувати при цьому ємність ~320 Ф/г, а питома потужність таких ССК на основі PAni/nG може досягати ~10 кВт/кг при величині питомої енергії ~18 Вт∙год/кг. Наукова новизна. Показана принципова можливість використання механохімічного способу для  одержання  нанокомпозитів  2D-матеріалів  з  поліаніліном.  За  допомогою  комплексу  різних взаємодоповнюючих  методів  досліджень  показано,  що  збільшення  питомої  ємності,  покращення стабільності  при  циклуванні  для  досліджених  гібридних  нанокомпозитів  обумовлено  не  лише присутністю  у  їх  структурі  частинок  графену,  а  і  механохімічним  способом  одержання нанокомпозитів. Практична  значимість.  Результати  роботи  можна  використовувати  для  конструювання симетричних суперконденсаторів на базі нанокомпозиту PAni/nG.