Дослідження властивостей електрохромних плівок Ni(OH)2 на склі з біслойним ITO-Ni покриттямДослідження властивостей електрохромних плівок Ni(OH)2 на склі з біслойним ITO-Ni покриттям

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/10.15587/1729-4061.2018.133387

Ключові слова:

електрохромізм, електроосадження, тонкі плівки, Ni(OH)2, нікель, індій-олов'яний оксид, гідроксид нікелю

Анотація

Електрохромні покриття були отримані на склі, покритому оксидом індій-олово (ITO) і склі з ITO і нанесеним на нього тонким шаром металевого нікелю. Нікель на поверхню покриття ITO наносили з розчину електрохімічного нікелювання. Режим нанесення металевого нікелю на шар ITO був наступний – катодна густина струму 0,5 А/дм2, тривалість нанесення 3 с. Такий режим був обраний у зв’язку з тим, що при більшій тривалості нанесення та (або) густині струму, отримуване покриття із металевого нікелю ставало непрозорим. Дві зазначені основи використовували для нанесення катодним темплатним методом електрохромних плівок на основі Ni(OH)2. В результаті було показано, що електрохромне покриття, отримане на склі з покриттям ITO-Ni, має кращі питомі характеристики ніж скло з ITO: більшу глибину затемнення, а також більші струми окислення-відновлення на циклічній вольтамперограмі. При цьому було показано, що плівка, яка має найкращі характеристики, навпаки має меншу оберненість процесу затемнення-освітлення. У зв’язку з отриманими результатами був запропонований механізм, який пояснює роль проміжного шару металу. Він полягає у тому, що нанесений шар металевого нікелю утворює додаткові електричні контакти між поверхнею субстрату та електрохромною плівкою. При цьому шар нікелю може допомагати утримувати шар електрохромної плівки, а під час нанесення позитивно впливає на розподілення струму. З іншої сторони менша оберненість процесу затемнення-освітлення плівки на склі з покриттям ITO-Ni може бути пояснена поступовим окисленням нікелю у лужному середовищі. Разом з цим було показано, що нанесення металевого нікелю призводить до деякого зменшення прозорості підкладки

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. Rathore, M. M., Ahmad, A., Paul, A., Rho, S. (2016). Urban planning and building smart cities based on the Internet of Things using Big Data analytics. Computer Networks, 101, 63–80. doi: 10.1016/j.comnet.2015.12.023
  2. Khajenasiri, I., Estebsari, A., Verhelst, M., Gielen, G. (2017). A Review on Internet of Things Solutions for Intelligent Energy Control in Buildings for Smart City Applications. Energy Procedia, 111, 770–779. doi: 10.1016/j.egypro.2017.03.239
  3. Smart Windows: Energy Efficiency with a View. NREL. Available at: https://www.nrel.gov/news/features/2010/1555.html
  4. Kotok, V. A., Kovalenko, V. L., Kovalenko, P. V., Solovov, V. A., Deabate, S., Mehdi, A. et. al. (2017). Advanced electrochromic Ni(OH)2/PVA films formed by electrochemical template synthesis. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 12 (13), 3962–3977.
  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. A., Malyshev, V. V., Solovov, V. A., Kovalenko, V. L. (2017). Soft Electrochemical Etching of FTO-Coated Glass for Use in Ni(OH) 2 -Based Electrochromic Devices. ECS Journal of Solid State Science and Technology, 6 (12), P772–P777. doi: 10.1149/2.0071712jss
  7. Dixit, M. (1999). Zinc-Substituted α-Nickel Hydroxide as an Electrode Material for Alkaline Secondary Cells. Journal of The Electrochemical Society, 146 (1), 79. doi: 10.1149/1.1391567
  8. Kotok, V., Kovalenko, V., Malyshev, V. (2017). Comparison of oxygen evolution parameters on different types of nickel hydroxide. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (12 (89)), 12–19. doi: 10.15587/1729-4061.2017.109770
  9. 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
  10. Kovalenko, 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
  11. Amjad, M. (1977). The Oxidation of Alcohols at a Nickel Anode in Alkaline t-Butanol/Water Mixtures. Journal of The Electrochemical Society, 124 (2), 203. doi: 10.1149/1.2133266
  12. Lyalin, B. V., Petrosyan, V. A. (2010). Oxidation of organic compounds on NiOOH electrode. Russian Journal of Electrochemistry, 46 (11), 1199–1214. doi: 10.1134/s1023193510110017
  13. Rao, Y., Wang, Y., Ning, H., Li, P., Wu, M. (2016). Hydrotalcite-like Ni(OH)2 Nanosheets in Situ Grown on Nickel Foam for Overall Water Splitting. ACS Applied Materials & Interfaces, 8 (49), 33601–33607. doi: 10.1021/acsami.6b11023
  14. Yan, J., Wu, H., Chen, H., Pang, L., Zhang, Y., Jiang, R. et. al. (2016). One-pot hydrothermal fabrication of layered β-Ni(OH) 2 /g-C 3 N 4 nanohybrids for enhanced photocatalytic water splitting. Applied Catalysis B: Environmental, 194, 74–83. doi: 10.1016/j.apcatb.2016.04.048
  15. 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
  16. Vidotti, M., van Greco, C., Ponzio, E. A., Córdoba de Torresi, S. I. (2006). Sonochemically synthesized Ni(OH)2 and Co(OH)2 nanoparticles and their application in electrochromic electrodes. Electrochemistry Communications, 8 (4), 554–560. doi: 10.1016/j.elecom.2006.01.024
  17. Jiang, S., Yuan, G., Hua, C., Khan, S., Wu, Z., Liu, Y. et. al. (2017). Electrochromic Properties of Ni/NiO/rGO Nanocomposite Films Prepared by a Facile Sol-Gel Technique. Journal of The Electrochemical Society, 164 (13), H896–H902. doi: 10.1149/2.1231713jes
  18. Zhu, L., Nuo Peh, C. K., Zhu, T., Lim, Y.-F., Ho, G. W. (2017). Bifunctional 2D-on-2D MoO3 nanobelt/Ni(OH)2 nanosheets for supercapacitor-driven electrochromic energy storage. Journal of Materials Chemistry A, 5 (18), 8343–8351. doi: 10.1039/c7ta01858d
  19. Dong, W., Lv, Y., Zhang, N., Xiao, L., Fan, Y., Liu, X. (2017). Trifunctional NiO–Ag–NiO electrodes for ITO-free electrochromic supercapacitors. Journal of Materials Chemistry C, 5 (33), 8408–8414. doi: 10.1039/c7tc03120c
  20. Lin, S.-H., Chen, F.-R., Kai, J.-J. (2008). Electrochromic properties of nano-composite nickel oxide film. Applied Surface Science, 254 (11), 3357–3363. doi: 10.1016/j.apsusc.2007.11.022
  21. Fortunato, E., Ginley, D., Hosono, H., Paine, D. C. (2007). Transparent Conducting Oxides for Photovoltaics. MRS Bulletin, 32 (03), 242–247. doi: 10.1557/mrs2007.29
  22. Mirletz, H. M., Peterson, K. A., Martin, I. T., French, R. H. (2015). Degradation of transparent conductive oxides: Interfacial engineering and mechanistic insights. Solar Energy Materials and Solar Cells, 143, 529–538. doi: 10.1016/j.solmat.2015.07.030
  23. Kurdesau, F., Khripunov, G., da Cunha, A. F., Kaelin, M., Tiwari, A. N. (2006). Comparative study of ITO layers deposited by DC and RF magnetron sputtering at room temperature. Journal of Non-Crystalline Solids, 352 (9-20), 1466–1470. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2005.11.088
  24. Thirumoorthi, M., Thomas Joseph Prakash, J. (2016). Structure, optical and electrical properties of indium tin oxide ultra thin films prepared by jet nebulizer spray pyrolysis technique. Journal of Asian Ceramic Societies, 4 (1), 124–132. doi: 10.1016/j.jascer.2016.01.001
  25. Jeyadheepa, K., Karthick, P., Vijayanara, D., Suja, S., Sridharan, M. (2015). Opto-Electronic Properties of Fluorine Doped Tin Oxide Films Deposited by Nebulized Spray Pyrolysis Method. Asian Journal of Applied Sciences, 8 (4), 259–268. doi: 10.3923/ajaps.2015.259.268
  26. Du, J., Chen, X., Liu, C., Ni, J., Hou, G., Zhao, Y., Zhang, X. (2014). Highly transparent and conductive indium tin oxide thin films for solar cells grown by reactive thermal evaporation at low temperature. Applied Physics A, 117 (2), 815–822. doi: 10.1007/s00339-014-8436-x
  27. Bicelli, L. P., Bozzini, B., Mele, C., D'Urzo, L. (2008). A Review of Nanostructural Aspects of Metal Electrodeposition. Int. J. Electrochem. Sci., 3, 356–408.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-06-13

Як цитувати

Kotok, V., & Kovalenko, V. (2018). Дослідження властивостей електрохромних плівок Ni(OH)2 на склі з біслойним ITO-Ni покриттямДослідження властивостей електрохромних плівок Ni(OH)2 на склі з біслойним ITO-Ni покриттям. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(5 (93), 55–61. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133387

Номер

Том 3 № 5 (93) (2018): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 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.