Вивчення властивостей фарадеєвського електрода суперконденсатору, сформованого на пінонікелевій основі з використанням полівінілового спирту

Автор(и)

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

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.108839

Ключові слова:

гідроксид нікелю, Ni(OH)2, суперконденсатор, електроосадження, катодний темплатний синтез, полівініловий спирт, розрядна ємкість

Анотація

Катодним темплатним методом на пінонікелевих основах синтезовані електродні матеріали для позитивного електрода гібридного суперконденсатору. Знайдено оптимальний час осадження – 10 і 20 хвилин. Показано, що ємкість при такому способі нанесення складається з двох компонентів – ємкості композитного ПВС-Ni(OH)2 матеріалу і ємкості пінонікелевой основи. Максимальна питома ємкість електродів, отримана при густині струму 320 мА/см2, складає 2,26 Ф/см2

Біографії авторів

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

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра процесів і апаратів, та загальної хімічної технології

Кафедра технології неорганічних речовин та технологій електрохімічних виробництв

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

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра аналітичної хімії та хімічної технології харчових добавок і косметичних засобів

Кафедра технології неорганічних речовин та технологій електрохімічних виробництв

Посилання

  1. 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
  2. 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
  3. Solovov, V., Кovalenko, 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
  4. Miao, F., Tao, B., Chu, P. K. (2015). Ordered-standing nickel hydroxide microchannel arrays: Synthesis and application for highly sensitive non-enzymatic glucose sensors. Microelectronic Engineering, 133, 11–15. doi: 10.1016/j.mee.2014.11.005
  5. 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
  6. 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
  7. Ranganathan, P., Sasikumar, R., Chen, S.-M., Rwei, S.-P., Sireesha, P. (2017). Enhanced photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells based on nickel oxide supported on nitrogen-doped graphene nanocomposite as a photoanode. Journal of Colloid and Interface Science, 504, 570–578. doi: 10.1016/j.jcis.2017.06.012
  8. Huo, J., Tu, Y., Zheng, M., Wu, J. (2017). Fabrication a thin nickel oxide layer on photoanodes for control of charge recombination in dye-sensitized solar cells. Journal of Solid State Electrochemistry, 21 (6), 1523–1531. doi: 10.1007/s10008-017-3515-5
  9. Malara, F., Carallo, S., Rotunno, E., Lazzarini, L., Piperopoulos, E., Milone, C., Naldoni, A. (2017). A Flexible Electrode Based on Al-Doped Nickel Hydroxide Wrapped around a Carbon Nanotube Forest for Efficient Oxygen Evolution. ACS Catalysis, 7 (7), 4786–4795. doi: 10.1021/acscatal.7b01188
  10. Qiu, C., Liu, D., Jin, K., Fang, L., Sha, T. (2017). Corrosion resistance and micro-tribological properties of nickel hydroxide-graphene oxide composite coating. Diamond and Related Materials, 76, 150–156. doi: 10.1016/j.diamond.2017.04.015
  11. 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
  12. Vidotti, M., Torresi, R., Torresi, S. I. C. de. (2010). Eletrodos modificados por hidróxido de níquel: um estudo de revisão sobre suas propriedades estruturais e eletroquímicas visando suas aplicações em eletrocatálise, eletrocromismo e baterias secundárias. Química Nova, 33 (10), 2176–2186. doi: 10.1590/s0100-40422010001000030
  13. Yan-wei, L., Chang-jiu, L., Jin-huan, Y. (2010) Progress in research on amorphous nickel hydroxide electrode materials. Xiandai Huagong/Modern Chemical Industry, 30 (2), 25–27.
  14. Feng, L., Zhu, Y., Ding, H., Ni, C. (2014). Recent progress in nickel based materials for high performance pseudocapacitor electrodes. Journal of Power Sources, 267, 430–444. doi: 10.1016/j.jpowsour.2014.05.092
  15. Kotok, V. A., Kovalenko, V. L., Kovalenko, P. V., Solovov, V. A., Deabate, S., Mehdi, A., Bantignies, J. L., Henn, F. (2017) Advanced electrochromic Ni(OH)2/PVA films formed by electrochemical template synthesis. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 12 (13), 3962–3977.
  16. Vlasova, E., Кovalenko, 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
  17. 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
  18. Kotok, V., Кovalenko, 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
  19. Wu, F., Li, W., Chen, L., Lu, Y., Su, Y., Bao, W. et. al. (2017). Polyacrylonitrile-polyvinylidene fluoride as high-performance composite binder for layered Li-rich oxides. Journal of Power Sources, 359, 226–233. doi: 10.1016/j.jpowsour.2017.05.063
  20. Lacey, M. J., Österlund, V., Bergfelt, A., Jeschull, F., Bowden, T., Brandell, D. (2017). A Robust, Water-Based, Functional Binder Framework for High-Energy Lithium-Sulfur Batteries. ChemSusChem, 10 (13), 2758–2766. doi: 10.1002/cssc.201700743
  21. Pawar, P. B., Shukla, S., Saxena, S. (2016). Graphene oxide – Polyvinyl alcohol nanocomposite based electrode material for supercapacitors. Journal of Power Sources, 321, 102–105. doi: 10.1016/j.jpowsour.2016.04.127
  22. Shinde, S. K., Fulari, V. J., Kim, D.-Y., Maile, N. C., Koli, R. R., Dhaygude, H. D., Ghodake, G. S. (2017). Chemical synthesis of flower-like hybrid Cu(OH)/CuO electrode: Application of polyvinyl alcohol and triton X-100 to enhance supercapacitor performance. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 156, 165–174.
  23. Hu, R., Zhao, J., Jiang, R., Zheng, J. (2017). Preparation of high strain polyaniline/polyvinyl alcohol composite and its applications in stretchable supercapacitor. Journal of Materials Science: Materials in Electronics. doi: 10.1007/s10854-017-7320-9
  24. Xie, Y., Zhu, F. (2017). Electrochemical capacitance performance of polyaniline/tin oxide nanorod array for supercapacitor. Journal of Solid State Electrochemistry, 21 (6), 1675–1685. doi: 10.1007/s10008-017-3525-3
  25. Zhu, Q., Liu, K., Zhou, J., Hu, H., Chen, W., Yu, Y. (2017). Design of a unique 3D-nanostructure to make MnO2 work as supercapacitor material in acid environment. Chemical Engineering Journal, 321, 554–563. doi: 10.1016/j.cej.2017.03.147
  26. Tong, M., Liu, S., Zhang, X., Wu, T., Zhang, H., Wang, G. et. al. (2017). Two-dimensional CoNi nanoparticles@S,N-doped carbon composites derived from S,N-containing Co/Ni MOFs for high performance supercapacitors. J. Mater. Chem. A, 5 (20), 9873–9881. doi: 10.1039/c7ta01008g
  27. Ataherian, F., Wu, N.-L. (2011). Long-Term Charge/Discharge Cycling Stability of MnO2 Aqueous Supercapacitor under Positive Polarization. Journal of The Electrochemical Society, 158 (4), A422. doi: 10.1149/1.3555469
  28. Pan, G.-T., Chong, S., Yang, T., Huang, C.-M. (2017). Electrodeposited Porous Mn1.5Co1.5O4/Ni Composite Electrodes for High-Voltage Asymmetric Supercapacitors. Materials, 10 (4), 370. doi: 10.3390/ma10040370
  29. Zheng, J., Lin, J., Chu, R., Wu, C., Zhang, J., Chen, Y. et. al. (2017). ZnO nanoparticles anchored on nickel foam with graphene as morphology-controlling agent for high-performance lithium-ion battery anodes. Journal of Applied Electrochemistry, 47 (8), 969–978. doi: 10.1007/s10800-017-1094-x
  30. Chai, L., Qu, Q., Zhang, L., Shen, M., Zhang, L., Zheng, H. (2013). Chitosan, a new and environmental benign electrode binder for use with graphite anode in lithium-ion batteries. Electrochimica Acta, 105, 378–383. doi: 10.1016/j.electacta.2013.05.009
  31. Lin, C.-T., Huang, T.-Y., Huang, J.-J., Wu, N.-L., Leung, M. (2016). Multifunctional co-poly(amic acid): A new binder for Si-based micro-composite anode of lithium-ion battery. Journal of Power Sources, 330, 246–252. doi: 10.1016/j.jpowsour.2016.09.021

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-08-29

Як цитувати

Kotok, V., & Kovalenko, V. (2017). Вивчення властивостей фарадеєвського електрода суперконденсатору, сформованого на пінонікелевій основі з використанням полівінілового спирту. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(12 (88), 31–37. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.108839

Номер

Том 4 № 12 (88) (2017): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Valerii Kotok, Vadym Kovalenko

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.