Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1: Схема производства гибридных электродов
Рис. 2: Нанотрубки оксида кобальта, покрытые углеродом (промежуточная стадия)
Рис. 3: Нанотрубки оксида кобальта, покрытые оксидом магния (готовый продукт)

Емкая наноизоляция

Ключевые слова:  нанотрубки, новый материал, электрод

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

28 июня 2011

Потребность в легких, компактных и обладающих высоким КПД устройствах для хранения энергии огромна и проявляется в различных областях от персональной электроники до гибридных автомобилей. В частности весьма остро стоит проблема улучшения свойств электродов для электрохимических конденсаторов высокой удельной плотности энергии (суперконденсаторов).

Существуют три основных типа материалов для их получения: на основе углерода, на основе оксидов/гидроксидов металлов и проводящие полимеры. Первые работают за счет обратимой адсорбции ионов на поверхности электрода, вторые и третьи обычно характеризуются наличием окислительно-восстановительного процесса, что делает их схожими с батареями, повышая плотность запасаемой энергии, но снижая быстродействие.

Имеется множество работ с попытками объединить достоинства вышеописанных материалов, создав гибридный электрод. В нем, как правило, используется псевдоемкий оксид металла и проводящий углеродный материал. Но совмещая достоинства, в данном случае, совмещаешь и недостатки.

Недавно был предложен принципиально новый тип электродного материала на основе двуслойных нанотрубок, причем оба их слоя состоят из оксидов различных металлов (снаружи – MnO2, изнутри - Co3O4). При этом требуется прозрачность оболочки для ионов из электролита, чтобы материал ядра тоже мог вносить свой вклад в запасание энергии. Для уменьшения “мертвого объема” нанонить подсоединяется непосредственно к коллектору электронов. Нужно сразу отметить, что причина, по которой структура из оксидов двух металлов характеризуется лучшими свойствами, чем каждый из них по отдельности, на данный момент неизвестна.

Для получения описанного материала сначала формируется массив нанотрубок из оксида кобальта непосредственно на поверхности пластины из нержавеющей стали, играющей роль коллектора электронов. Формирование второго слоя (диоксида марганца) проводится по весьма необычной технологии: сначала поверхность нанотрубок покрывается пиролитическим углеродом, а затем он окисляется марганцовкой с осаждением MnO2 на поверхность Co3O4.

Подобная технология позволяет достигнуть емкости в 480 Ф/г при возможности зарядки/разрядки на 56% за 7 секунд и потере емкости 2,7% за 5000 циклов. Для сравнения, обычный массив нанотрубок Co3O4 деградировал за 5000 циклов на 17,4%, а гибридный материал из УНТ и MnO2 показывал емкость всего лишь порядка 100-200 Ф/г.





Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Беспозвоночное магматического периода
Беспозвоночное магматического периода

Крабовый панцирь побеждает грязную нефть
Химики МГУ разработали уникальную люминесцентную методику определения маркеров «грязной нефти» (дибензотиофенов) с использованием селективной сорбции в оптически прозрачных материалах на основе сшитых гелей хитозана.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.