Home > Press & Media > 과학자들은 고성능 슈퍼 커패시터 용 신소재 합성

사진 : 수정 된 rGO 슈퍼 커패시터 전극

요약 :
Tomsk Polytechnic University의 과학자들은 University of Lille (Lille, France)의 동료들과 공동으로 슈퍼 커패시터, 에너지 저장 장치 용 환원 그래 핀 산화물 (rGO)을 기반으로하는 새로운 물질을 합성했습니다. 초가 요오드의 유도체 인 유기 분자를 사용하는 rGO 수정 방법은 1.7 배 더 많은 전기 에너지를 저장하는 물질을 얻을 수있었습니다. 연구 결과는 Electrochimica Acta 학술지 (IF : 6,215; Q1)에 게재됩니다.

과학자들은 고성능 슈퍼 커패시터를위한 신소재 합성

톰 스크, 러시아 | 게시일 : 19 년 2021 월 XNUMX 일

슈퍼 커패시터는 전하의 저장 및 방출을위한 전기 화학 장치입니다. 배터리와 달리 에너지를 몇 배 더 빠르게 저장하고 방출하며 리튬을 포함하지 않습니다.

슈퍼 커패시터는 유기 또는 무기 전해질로 분리 된 두 개의 전극이있는 요소입니다. 전극은 전하 축적 물질로 코팅되어 있습니다. 과학의 현대적인 경향은 인간에게 알려진 가장 얇고 내구성있는 재료 중 하나 인 그래 핀을 기반으로 한 다양한 재료를 사용하는 것입니다. TPU와 릴 대학의 연구자들은 저렴하고 이용 가능한 재료 인 환원 그래 핀 산화물 (rGO)을 사용했습니다.

“잠재력에도 불구하고 슈퍼 커패시터는 아직 널리 보급되지 않았습니다. 기술의 발전을 위해서는 슈퍼 커패시터의 효율을 높이는 것이 필요하다. 여기서 핵심 과제 중 하나는 에너지 용량을 늘리는 것입니다.

이것은 에너지 저장 물질 인 rGO의 표면적을 확장함으로써 달성 할 수 있습니다. 간단하고 매우 빠른 방법을 찾았습니다. 우리는 온화한 조건에서 예외적으로 유기 분자를 사용했으며 값 비싸고 독성이있는 금속을 사용하지 않았습니다.”라고 TPU 화학 및 응용 생물 의학 연구소의 부교수 인 Pavel Postnikov가 말합니다.

분말 형태의 환원 그래 핀 산화물이 전극에 증착됩니다. 결과적으로 전극은 수백 개의 나노 스케일 층으로 코팅됩니다. 층은 뭉쳐서 소결되는 경향이 있습니다. 재료의 표면적을 확장하려면 층간 간격을 늘려야합니다.

“이 목적을 위해 우리는 유기 분자로 rGO를 수정하여 층간 간격을 증가 시켰습니다. 층간 간격의 사소한 차이로 인해 재료의 에너지 용량이 1.7 배 증가했습니다. 즉, 1g의 새로운 물질은 원래의 환원 된 산화 그래 핀에 비해 1.7 배 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다.”라고 TPU 화학 및 응용 생물 의학 연구소의 주니어 연구 연구원 인 Elizaveta Sviridova와이 기사의 저자 중 한 명이 설명합니다. .

반응은 요오드 늄염으로부터 활성 아린의 형성을 통해 진행되었다. 그들은 물질 표면에 새로운 유기 그룹의 단일 층을 형성하는 특성으로 인해 과학자들의 관심을 불러 일으켰습니다. TPU 연구원들은 수년 동안 요오드 늄 염의 화학을 개발해 왔습니다.

“개질 반응은 단순히 요오도 늄 염 용액과 환원 된 산화 그래 핀을 혼합함으로써 온화한 조건에서 진행됩니다. 산화 그래 핀 기능화를 감소시키는 다른 방법과 비교하면 물질 에너지 용량 증가의 가장 높은 지표를 달성했습니다.”라고 Elizaveta Sviridova는 말합니다.

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연구 작업은 러시아 과학 재단의 지원으로 수행되었습니다.

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출처 : http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56526