збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2020, том 18, выпуск 1
Русский English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Выпуски Автори PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Выпуски

 / 

2020

 / 

том 18 / 

выпуск 1

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

S. O. Zelinskyi, N. G. Stryzhakova, Yu. A. Maletin
«Graphene vs Activated Carbon in Supercapacitors»
0001–0014 (2020)

PACS numbers: 61.48.Gh, 73.30.+y, 81.05.U-, 81.05.ue, 82.47.Uv, 84.32.Tt

З чотирьох типів графенових матеріялів і чотирьох на основі активованого вугілля, наданих різними виробниками, а також сажі компанії Cabot та їхніх композицій виготовлено та випробувано електроди в електрохемічних конденсаторах подвійного електричного шару (EDLC). Встановлено, що питома ємність електрод на графеновій основі та стабільність ємности зі збільшенням струму поступаються значенням, які можна досягти із найліпшим активованим вугіллям, спеціяльно розробленим для застосування EDLC. Було виявлено достатньо хорошу кореляцію між площею поверхні й електростатичною ємністю електродних матеріялів. Показано, що ємність електричного подвійного шару з графену, графеновмісних матеріялів і активованого вугілля, що вивчалися в даній роботі, становить 0,052 Ф/м2.

Keywords: supercapacitor (ionistor), graphene materials, activated carbon, energy storage


References
 1. K. S. Novoselov, V. I. Falko, L. Colombo, P. R. Gellert, M. G. Schwab, and K. Kim, Nature, 490: 192 (2012); https://doi.org/10.1038/nature11458.
2. E. P. Randviir, D. A.C. Brownson, and C. E. Banks, Materials Today, 17: 426 (2014); https://doi.org/10.1016/j.mattod.2014.06.001.
3. X. Zang, Graphene: Fabrication, Characterizations, Properties and Applications (Eds. Hongwei Zhu et al.). Ch. 7. Graphene-Based Flexible Energy Storage Devices (London–Chennai: Academic Press: 2018), p. 175; https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812651-6.00007-0.
4. Y. Dong, Z. Wu, W. Ren, H.-M. Cheng, and X. Bao, Science Bulletin, 30: 724 (2017); https://doi.org/10.1016/j.scib.2017.04.010.
5. Y. Yang, C. Han, B. Jiang, J. Iocozzia, C. He, D. Shi, T. Jiang, and Z. Lin, Materials Science and Engineering: R: Reports, 102: 1 (2016); https://doi.org/10.1016/j.mser.2015.12.003.
6. M. Lu, F. Beguin, and E. Frackowiak, New Materials for Sustainable Energy and Development. Supercapacitors: Materials, Systems, and Applications (Wiley-VCH: 2013).
7. J. M. Miller, Ultracapacitor Applications, Institution of Engineering and Technology (Stevanage: 2011).
8. B. E. Conway, Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications (Springer: 2013).
9. O. N. Kalugin, V. V. Chaban, V. V. Loskutov, and O. V. Prezhdo, Nano Lett., 8: 2126 (2008); https://doi.org/10.1021/nl072976g.
10. Y. Maletin, V. Strelko, N.Stryzhakova, S. Zelinskyi, A. B. Rozhenko, D. Gromadsky, V. Volkov, S. Tychina, O. Gozhenko, and D. Drobny, Ener. & Env. Res., 3: 156 (2013); https://doi.org/10.5539/eer.v3n2p156.
11. A. Peigney, A. Laurent, Ch. E. Flahaut, R. R. Bacsa, and A. Rousset, Carbon, 39: 507 (2001); https://doi.org/10.1016/S0008-6223(00)00155-X.
12. R. Raccichin, A. Varzi, S. Passerini, and B. Scrosati, Natural Materials, 22: 271 (2014); https://doi.org/10.1038/nmat4170.
13. Q. Ke and J. Wang, J. Materiomics, 2: 37 (2016); https://doi.org/10.1016/j.jmat.2016.01.001.
14. J. R. Dahn, T. Zheng, Y. Liu, and J. S. Xue, Science, 270: 590 (1995); https://doi.org/10.1126/science.270.5236.590.
15. O. Vargas, A. Caballero, and J. Morales, Electrochim. Acta, 130: 551 (2014); https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.03.037.
16. Y.-X. Wang, S.-L. Chou, H.-K. Liu, and S.-X. Dou, Carbon, 57: 202 (2013); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2013.01.064.
17. A. Garcia-Gomez, G. Moreno-Fernandez, B. Lobato, and T. A. Centeno, Phys. Chem. Chem. Phys., 17: 15687 (2015); https://doi.org/10.1039/C5CP01904D.
18. T. A. Centeno, O. Sereda, and F. Stoeckli, Phys. Chem. Chem. Phys., 13: 12403 (2011); https://doi.org/10.1039/C1CP20748B.
19. International Standard IEC 62391-2. Fixed Electric Double-Layer Capacitors for Use in Electronic Equipment (2006).
20. Y. A. Maletin, S. M. Podmogilny, N. G. Stryzhakova, A. A. Mironova, V. V. Danylin, and A. Y. Meletin, Electrochemical Double Layer Capacitor, United States Patent US20080151472A1 (2007).
21. B. Lobato, L. Suarez, L. Guardia, and T. A. Centeno, Carbon, 122: 434 (2017); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.06.083.
22. T. A. Centeno and F. Stoeckli, Carbon, 48: 2478 (2010); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.03.020.
23. N. Jacke, M. Rodner, A. Schreiber, J. Jeongwook, M. Zeiger, M. Aslan, D. Weingarth, and V. Presser, J. Power Sources, 326: 660 (2016); https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.03.015.
24. F. Stoeckli and T. A. Centeno, J. Mater. Chem. A, 1: 6865 (2013); https://doi.org/10.1039/C3TA10906B.
25. J. J. Yoo, K. Balakrishnan, J. Huang, V. Meunier, B. G. Sumpter, A. Srivastava, M. Conway, A. L. M. Reddy, J. Yu, R. Vajtai, and P. M. Ajayan, Nano Lett., 11: 1423 (2011); https://doi.org/10.1021/nl200225j.
26. N. Jackel, P. Simon, Y. Gogotsi, and V. Presser, ACS Energy Lett., 1: 1262 (2016); https://doi.org/10.1021/acsenergylett.6b00516.
27. J. Chmiola, G. Yushin, Y. Gogotsi, C. Portet, P. Simon, and P. L. Taberna, Science, 313: 1760 (2006); https://doi.org/10.1126/science.1132195.
28. M. Nakamura, N. Sato, N. Hoshi, and O. Sakata, Chem. Phys. Chem., 12: 1430 (2011); https://doi.org/10.1002/cphc.201100011.
29. J.-P. Randin and E. Yeager, J. Elec. Chem. & Inter. Electrochem., 36: 257 (1972); https://doi.org/10.1016/S0022-0728(72)80249-3.
30. J.-P. Randin and E. Yeager, J. Elec. Chem. & Inter. Electrochem., 58: 313 (1975); https://doi.org/10.1016/S0022-0728(75)80089-1.
31. T. Kim, S. Lim, K. Kwon, S.-H. Hong, W. Qiao, C. K. Rhee, S.-H. Yoon, and I. Mochida, Langmuir, 22: 9086 (2006); https://doi.org/10.1021/la061380q.
32. D. Qu, J. Power Sources, 109: 403 (2002); https://doi.org/10.1016/S0378- 7753(02)00108-8.
33. Y. Maletin, N. Stryzhakova, S. Zelinskyi, S. Chernukhin, D. Tretyakov, and S. Tychina, Int. J. Sc. & Eng. Inv., 7: 146 (2018); http://www.ijsei.com/papers/ijsei-77918-24.pdf.
34. M. Hahn, M. Baertschi, O. Barbieri, J.-C. Sauter, R. Kotz, and R. Gallay, Electrochemical and Solid-State Lett., 7: A33 (2004); https://doi.org/10.1149/1.1635671.
35. Ji Chen, Chun Li, and Gaoquan Shi, J. Phys. Chem. Lett., 4: 1244 (2013); https://doi.org/10.1021/jz400160k.
36. Y. Huang, J. Liang, and Y. Chen, Small, 8: 1 (2012); https://doi.org/10.1002/smll.201102635.
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача