Ємнісні і кінетичні властивості суперконденсатора на основі нанопористого вуглецевого матеріалу в середовищі апротонного електроліту

Abstract

Досліджено ємнісні та кінетичні властивості суперконденсатора на основі нанопористих вуглецевих матеріалів, які відрізняються за питомою поверхнею до двох разів, в 1М (С2Н5)4NBF4 в ацетонітрилі. Використання даних потенціодинамічного і гальваностатичного циклювання суперконденсаторів дозволило визначити максимальні ємнісно-енергетичні та потужнісні характеристики комерційного матеріалу норітсупра та отриманого з фруктових кісточок. Отримані дані електрохімічної імпедансної спектроскопії показують здатність пористих структур до максимального заряду для норітсупра С = 93 Ф/г і С = 81 Ф/г для вуглецевого матеріалу, модифікованого марганцем. На основі виміряних імпедансних даних та їх моделювання до еквівалентних електричних схем побудовані вольт-фарадні залежності диференційної ємності та ємності області об’ємного заряду матеріалу. За даними моделювання визначено розподіл часу релаксації за розмірами пор і наведений потенціал нульового заряду 0.35 B нанопористого вуглецевого матеріалу модифікованого марганцем в 1М (С2Н5)4NBF4 в ацетонітрилі. Показано, що досягнення значення ємності області об’ємного заряду матеріалу до 92 μФ/см2 зводить до мінімуму його шунтуючий вплив на диференційну ємність подвійного електричногошару. In this paper it is investigated capacitive and kinetic properties of supercapacitors based on nanoporous carbon materials that differ in specific surface up to two times in 1М (С2Н5)4NBF4 in acetonitril. Use of data cyclic voltammetry and galvanostatic cyclic supercapacitors has allowed to define maximum capacitive-energy and power characteristics commercial material noritsupra and received of fruit stones. The obtained data of electrochemical impedance spectroscopy show ability of porous structures to the maximum charge for material noritsupra С = 93 F/g and С = 81 F/g for a carbon material modified by manganese. Basing on the measured impedance data and modeling to their equivalent electrical circuits constructed the volt-farad dependences of differential capacity and separately capacitance of spatial charge region in material. Through simulations we determined the relaxation time by the size of pores and the potential of zero charge 0.35 V for a carbon material modified by manganese in 1М (С2Н5)4NBF4 in acetonitril is defined. And also it is shown, that achievement of value of capacity of spatial charge region in carbon material modified by manganese to 92 μF/sm2 reduces to a minimum its shunting influence on differential capacity of a double electric layer.