Вивчення впливу концентрації темплату при гомогенному осажденні на характеристики Ni(OH)2 для суперконденсаторів

Автор(и)

  • Vadym Kovalenko Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої освіти "Вятський державний університет" вул. Московська, 36, м. Кіров, Російська Федерація, 610000 Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0002-8012-6732
  • Valerii Kotok Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0001-8879-7189

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.106813

Ключові слова:

гідроксид нікелю, темплатний синтез, гомогенне осадження, питома ємність, суперконденсатор

Анотація

Вивчено вплив концентрації темплату Culminal C8564 на структурні, поверхневі та електрохімічні властивості зразків гідроксиду нікелю, отриманих методом темплатного гомогенного осадження. Визначено дві оптимальні концентрації темплата: 0,1 % з максимальною питомою ємністю 499 Ф/г та оптимальним використанням при низьких та средніх густинах струму разряду 40–80 мА/см2; 0,4 % з максимальною питомою ємністю 525 Ф/г з оптимальним використанням при високих густинах струму 120 мА/см2 та вище

Біографії авторів

Vadym Kovalenko, Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої освіти "Вятський державний університет" вул. Московська, 36, м. Кіров, Російська Федерація, 610000 Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра аналітичної хімії та хімічної технології харчових добавок і косметичних засобів

Кафедра технології неорганічних речовин та технологій електрохімічних виробництв

Valerii Kotok, Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра процесів і апаратів, та загальної хімічної технології

Посилання

  1. Simon, P., Gogotsi, Y. (2008). Materials for electrochemical capacitors. Nature Materials, 7 (11), 845–854. doi: 10.1038/nmat2297
  2. Burke, A. (2007). R&D considerations for the performance and application of electrochemical capacitors. Electrochimica Acta, 53 (3), 1083–1091. doi: 10.1016/j.electacta.2007.01.011
  3. Lang, J.-W., Kong, L.-B., Liu, M., Luo, Y.-C., Kang, L. (2009). Asymmetric supercapacitors based on stabilized α-Ni(OH)2 and activated carbon. Journal of Solid State Electrochemistry, 14 (8), 1533–1539. doi: 10.1007/s10008-009-0984-1
  4. Lang, J.-W., Kong, L.-B., Wu, W.-J., Liu, M., Luo, Y.-C., Kang, L. (2008). A facile approach to the preparation of loose-packed Ni(OH)2 nanoflake materials for electrochemical capacitors. Journal of Solid State Electrochemistry, 13 (2), 333–340. doi: 10.1007/s10008-008-0560-0
  5. Aghazadeh, M., Ghaemi, M., Sabour, B., Dalvand, S. (2014). Electrochemical preparation of α-Ni(OH)2 ultrafine nanoparticles for high-performance supercapacitors. Journal of Solid State Electrochemistry, 18 (6), 1569–1584. doi: 10.1007/s10008-014-2381-7
  6. Zheng, C., Liu, X., Chen, Z., Wu, Z., Fang, D. (2014). Excellent supercapacitive performance of a reduced graphene oxide/Ni(OH)2 composite synthesized by a facile hydrothermal route. Journal of Central South University, 21 (7), 2596–2603. doi: 10.1007/s11771-014-2218-7
  7. Wang, B., Williams, G. R., Chang, Z., Jiang, M., Liu, J., Lei, X., Sun, X. (2014). Hierarchical NiAl Layered Double Hydroxide/Multiwalled Carbon Nanotube/Nickel Foam Electrodes with Excellent Pseudocapacitive Properties. ACS Applied Materials & Interfaces, 6 (18), 16304–16311. doi: 10.1021/am504530e
  8. Solovov, V., Kovalenko, V., Nikolenko, N., Kotok, V., Vlasova, E. (2017). Influence of temperature on the characteristics of Ni(II), Ti(IV) layered double hydroxides synthesised by different methods. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (6 (85)), 16–22. doi: 10.15587/1729-4061.2017.90873
  9. Liu, C., Huang, L., Li, Y., Sun, D. (2009). Synthesis and electrochemical performance of amorphous nickel hydroxide codoped with Fe3+ and CO 3 2−. Ionics, 16 (3), 215–219. doi: 10.1007/s11581-009-0383-8
  10. Li, J., Luo, F., Tian, X., Lei, Y., Yuan, H., Xiao, D. (2013). A facile approach to synthesis coral-like nanoporous β-Ni(OH)2 and its supercapacitor application. Journal of Power Sources, 243, 721–727. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.05.172
  11. Kovalenko, V. L., Kotok, V. A., Sykchin, A. A., Mudryi, I. A., Ananchenko, B. A., Burkov, A. A. et. al. (2016). Nickel hydroxide obtained by high-temperature two-step synthesis as an effective material for supercapacitor applications. Journal of Solid State Electrochemistry, 21 (3), 683–691. doi: 10.1007/s10008-016-3405-2
  12. Xiao-yan, G., Jian-cheng, D. (2007). Preparation and electrochemical performance of nano-scale nickel hydroxide with different shapes. Materials Letters, 61 (3), 621–625. doi: 10.1016/j.matlet.2006.05.026
  13. Tizfahm, J., Safibonab, B., Aghazadeh, M., Majdabadi, A., Sabour, B., Dalvand, S. (2014). Supercapacitive behavior of β-Ni(OH) 2 nanospheres prepared by a facile electrochemical method. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 443, 544–551. doi: 10.1016/j.colsurfa.2013.12.024
  14. Aghazadeh, M., Golikand, A. N., Ghaemi, M. (2011). Synthesis, characterization, and electrochemical properties of ultrafine β-Ni(OH)2 nanoparticles. International Journal of Hydrogen Energy, 36 (14), 8674–8679. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.03.144
  15. Kovalenko, V., Kotok, V. (2017). Obtaining of Ni–Al layered double hydroxide by slit diaphragm electrolyzer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (6 (86)), 11–17. doi: 10.15587/1729-4061.2017.95699
  16. Kovalenko, V. L., Kotok, V. A. (2015). The synthesis of nickel hydroxide by electrolysis from nickel nitrate solution in the slit diaphragm electrolyzer. Electrochemical properties. Collection of research papers of National mining university, 49, 181–186.
  17. Hall, D. S., Lockwood, D. J., Poirier, S., Bock, C., MacDougall, B. R. (2012). Raman and Infrared Spectroscopy of α and β Phases of Thin Nickel Hydroxide Films Electrochemically Formed on Nickel. The Journal of Physical Chemistry A, 116 (25), 6771–6784. doi: 10.1021/jp303546r
  18. Кovalenko, V., Kotok, V., Bolotin, O. (2016). Definition of factors influencing on Ni(OH)2 electrochemical characteristics for supercapacitors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (6 (83)), 17–22. doi: 10.15587/1729-4061.2016.79406
  19. Hu, M., Lei, L. (2006). Effects of particle size on the electrochemical performances of a layered double hydroxide, [Ni4Al(OH)10]NO3. Journal of Solid State Electrochemistry, 11 (6), 847–852. doi: 10.1007/s10008-006-0231-y
  20. Bora, M. (2003). Homogeneous precipitation of nickel hydroxide powders. United States. doi: 10.2172/822049
  21. Tang, H. W., Wang, J. L., Chang, Z. R. (2008). Preparation and characterization of nanoscale nickel hydroxide using hydrothermal synthesis method. J. Func Mater, 39 (3), 469–476.
  22. Tang, Y., Liu, Y., Yu, S., Zhao, Y., Mu, S., Gao, F. (2014). Hydrothermal synthesis of a flower-like nano-nickel hydroxide for high performance supercapacitors. Electrochimica Acta, 123, 158–166. doi: 10.1016/j.electacta.2013.12.187
  23. Yang, L.-X., Zhu, Y.-J., Tong, H., Liang, Z.-H., Li, L., Zhang, L. (2007). Hydrothermal synthesis of nickel hydroxide nanostructures in mixed solvents of water and alcohol. Journal of Solid State Chemistry, 180 (7), 2095–2101. doi: 10.1016/j.jssc.2007.05.009
  24. Cui, H. L., Zhang, M. L. (2009). Synthesis of flower-like nickel hydroxide by ionic liquids-assisted. J. Yanan Univ., 28 (2), 76–83.
  25. Xu, L., Ding, Y.-S., Chen, C.-H., Zhao, L., Rimkus, C., Joesten, R., Suib, S. L. (2008). 3D Flowerlike α-Nickel Hydroxide with Enhanced Electrochemical Activity Synthesized by Microwave-Assisted Hydrothermal Method. Chemistry of Materials, 20 (1), 308–316. doi: 10.1021/cm702207w
  26. Córdoba de Torresi, S. I., Provazi, K., Malta, M., Torresi, R. M. (2001). Effect of Additives in the Stabilization of the α Phase of Ni(OH)2 Electrodes. Journal of The Electrochemical Society, 148 (10), A1179. doi: 10.1149/1.1403731
  27. Kotok, V., Kovalenko, V. (2017). The electrochemical cathodic template synthesis of nickel hydroxide thin films for electrochromic devices: role of temperature. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (86)), 28–34. doi: 10.15587/1729-4061.2017.97371
  28. Vlasova, E., Kovalenko, V., Kotok, V., Vlasov, S. (2016). Research of the mechanism of formation and properties of tripolyphosphate coating on the steel basis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (5 (83)), 33–39. doi: 10.15587/1729-4061.2016.79559
  29. Burmistr, M. V., Boiko, V. S., Lipko, E. O., Gerasimenko, K. O., Gomza, Y. P., Vesnin, R. L. et. al. (2014). Antifriction and Construction Materials Based on Modified Phenol-Formaldehyde Resins Reinforced with Mineral and Synthetic Fibrous Fillers. Mechanics of Composite Materials, 50 (2), 213–222. doi: 10.1007/s11029-014-9408-0
  30. Hall, D. S., Lockwood, D. J., Bock, C., MacDougall, B. R. (2014). Nickel hydroxides and related materials: a review of their structures, synthesis and properties. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 471 (2174), 20140792–20140792. doi: 10.1098/rspa.2014.0792
  31. Mehdizadeh, R., Sanati, S., Saghatforoush, L. A. (2013). Effect of PEG6000 on the morphology the β-Ni(OH)2 nanostructures: solvothermal synthesis, characterization, and formation mechanism. Research on Chemical Intermediates, 41 (4), 2071–2079. doi: 10.1007/s11164-013-1332-8
  32. Kotok, V., Kovalenko, V. (2017). Optimization of nickel hydroxide electrode of the hybrid supercapacitor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (6 (85)), 4–9. doi: 10.15587/1729-4061.2017.90810
  33. Kotok, V., Kovalenko, V. (2017). Electrochromism of Ni(OH)2 films obtained by cathode template method with addition of Al, Zn, Co ions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (12 (87)), 38–43. doi: 10.15587/1729-4061.2017.103010

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-08-22

Як цитувати

Kovalenko, V., & Kotok, V. (2017). Вивчення впливу концентрації темплату при гомогенному осажденні на характеристики Ni(OH)2 для суперконденсаторів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(6 (88), 17–22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.106813

Номер

Том 4 № 6 (88) (2017): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Vadym Kovalenko, Valerii Kotok

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.