Визначення факторів, що впливають на електрохімічні характеристики Ni(OH)2 для суперконденсаторів

Автор(и)

  • Vadym Кovalenko ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет» пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005 ФГБОУ ВО Вятський державний університет вул. Московська, 36, м. Кіров, Російська Федерація, 610000, Україна https://orcid.org/0000-0002-8012-6732
  • Valerii Kotok ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет» пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005 ФГБОУ ВО Вятський державний університет вул. Московська, 36, м. Кіров, Російська Федерація, 610000, Україна https://orcid.org/0000-0001-8879-7189
  • Olexandr Bolotin Лисьвенський Філіал ФГБОУ ВО "Пермський національний дослідницький політехнічний університет" вул. Леніна, 2, г. Лисьва, Російська Федерація 618900, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0001-5784-5854

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79406

Ключові слова:

гідроксид нікелю, питома ємність, суперконденсатор, кристалічність, розпад агрегатів частинок

Анотація

Вивчено структурні, поверхневі та електрохімічні властивості зразків гідроксиду нікелю, отриманих методами декомпозиції, гомогенного осадження, електрохімічного синтезу, та промислового зразка. Показано, що найбільший вплив на питому ємність в суперконденсаторному режимі мають тип кристалічної решітки, кристалічність та здатність до розпаду агрегатів під час заряду-розряду; питома поверхня впливає слабо. Максимально отримана ємність сягає 650 Ф/г

Біографії авторів

Vadym Кovalenko, ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет» пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005 ФГБОУ ВО 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

Valerii Kotok, ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет» пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005 ФГБОУ ВО 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

Olexandr Bolotin, Лисьвенський Філіал ФГБОУ ВО "Пермський національний дослідницький політехнічний університет" вул. Леніна, 2, г. Лисьва, Російська Федерація 618900

Кандидат хімічних наук

Відділ додаткової освіти і розвитку компетенцій

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., 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
  4. 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
  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. Ramesh, T. N., Kamath, P. V., Shivakumara, C. (2005). Correlation of Structural Disorder with the Reversible Discharge Capacity of Nickel Hydroxide Electrode. Journal of The Electrochemical Society, 152 (4), A806–A810. doi: 10.1149/1.1865852
  9. Zhao, Y., Zhu, Z., Zhuang, Q.-K. (2005). The relationship of spherical nano-Ni(OH)2 microstructure with its voltammetric behavior. Journal of Solid State Electrochemistry, 10 (11), 914–919. doi: 10.1007/s10008-005-0035-5
  10. Jayashree, R. S., Kamath, P. V., Subbanna, G. N. (2000). The Effect of Crystallinity on the Reversible Discharge Capacity of Nickel Hydroxide. Journal of The Electrochemical Society, 147 (6), 2029. doi: 10.1149/1.1393480
  11. Jayashree, R. S., Kamath, P. V. (1999). Factors governing the electrochemical synthesis of a-nickel (II) hydroxide. Journal of Applied Electrochemistry, 29 (4), 449–454. doi: 10.1023/a:1003493711239
  12. Ramesh, T. N., Kamath, P. V. (2006). Synthesis of nickel hydroxide: Effect of precipitation conditions on phase selectivity and structural disorder. Journal of Power Sources, 156 (2), 655–661. doi: 10.1016/j.jpowsour.2005.05.050
  13. Rajamathi, M., Vishnu Kamath, P., Seshadri, R. (2000). Polymorphism in nickel hydroxide: role of interstratification. Journal of Materials Chemistry, 10 (2), 503–506. doi: 10.1039/a905651c
  14. Bora, M. (2003). Homogeneous precipitation of nickel hydroxide powders. United States, 731. doi: 10.2172/822049
  15. 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
  16. Liu, C., Li, Y. (2009). Synthesis and characterization of amorphous α-nickel hydroxide. Journal of Alloys and Compounds, 478 (1-2), 415–418. doi: 10.1016/j.jallcom.2008.11.049
  17. 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
  18. 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–A1184. doi:1 10.1149/1.1403731
  19. Kotok, V. A., Koshel, N. D., Kovalenko, V. L., Grechanuk, A. A. (2008) The stability of aluminium-substituted alpha-nickel hydroxide. First Regional Symposium on Electrochemistry of South-East Europe “RSE-SEE”, 201–203.
  20. Zhen, F. Z., Quan, J. W., Min, Y. L., Peng, Z., Jun, J. L. (2004). A study on the structure and electrochemical characteristics of a Ni/Al double hydroxide. Metals and Materials International, 10 (5), 485–488. doi: 10.1007/bf03027353
  21. 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
  22. Sugimoto, A., Ishida, S., Kenzo, H. (1999). Preparation and Characterization of Ni/Al-Layered Double Hydroxide. Journal of The Electrochemical Society, 146 (4), 1251–1255. doi: 10.1149/1.1391754
  23. Caravaggio, G. A., Detellier, C., Wronski, Z. (2001). Synthesis, stability and electrochemical properties of NiAl and NiV layered double hydroxides. Journal of Materials Chemistry, 11 (3), 912–921. doi: 10.1039/b004542j
  24. Chen, H., Wang, J. M., Pan, T., Zhao, Y. L., Zhang, J. Q., Cao, C. N. (2005). The structure and electrochemical performance of spherical Al-substituted α-Ni(OH)2 for alkaline rechargeable batteries. Journal of Power Sources, 143 (1-2), 243–255. doi: 10.1016/j.jpowsour.2004.11.041
  25. Vasserman, I. N. (1980). Khimicheskoe osazdenie is rastvorov (Chemical precipitation from solutions). Leningrad: Khimia, 208.
  26. Li, Q., Ni, H., Cai, Y., Cai, X., Liu, Y., Chen, G. et. al. (2013). Preparation and supercapacitor application of the single crystal nickel hydroxide and oxide nanosheets. Materials Research Bulletin, 48 (9), 3518–3526. doi: 10.1016/j.materresbull.2013.05.049
  27. Fang, B., Gu, A., Wang, G., Li, B., Zhang, C., Fang, Y., Zhang, X. (2009). Synthesis hexagonal ß-Ni(OH)2 nanosheets for use in electrochemistry sensors. Microchimica Acta, 167 (1-2), 47–52. doi: 10.1007/s00604-009-0213-8
  28. Kovalenko, V. L., Kotok, V. A., Malyshev, V. V. (2008). Izuchenie kharackteristic nickel hydroxide, poluchennyh razlichnymi sposobami. Vesnik Natsionalnogo tehnichnogo universiteta “KhPI”, 16, 46–49.
  29. Кovalenko, V. L., Kotok, V. A., Bolotin, A. V. (2015). Method Development for Synthesis of Nickel Hydroxide with High Crystallinity. Providing the Study of the Characteristics of the Obtained Substance for Using with Accumulatora ant supercapacitors. Collectrion of research papers of National mining university, 48, 202–208.
  30. Kovalenko, V. L., Pinielle, I. D., Kotok, V. A., Baskevich, A. V. (2003). Electrokhimicheskii method polucheniya gidroxida nikeliya. Voprosy khimii I khimicheskoy tehnologii, 5, 130–131.
  31. Kovalenko, V. L., Kotok, V. A., Pinielle, I. D., Koshel, V. V., Priymak V. V. (2005). Poluchenie gidroxida nikeliya kak aktivnogo veshestva shelochnyh akkumuliatorov v shelevom diafragmennom electrolizere. Vesnik Natsionalnogo tehnichnogo universiteta “KhPI”, 16, 76–79.
  32. Kovalenko, V. L., Kotok, V. A., Malishev, V. V. (2008). Electrochemical obtaining of Ni(OH)2 from sulphate solution by flowing slit diafragm electrolyzer. RSE-SEE, 1st regional symposium on electrochemistry of South-East Europe. Book of abstracts, 201–203.
  33. Nikolenko, N. V., Esajenko, E. E. (2005). Surface Properties of Synthetic Calcium Hydroxyapatite. Adsorption Science & Technology, 23 (7), 543–553. doi: 10.1260/026361705775212466
  34. Nechayev, Y. A., Nikolenko, N. V. (1988). An adsorption mechanism for supergene gold accumulation. Geochem. Int., 25 (11), 52–56.
  35. Jayashree, R. S., Kamath, P. V., Subbanna, G. N. (2000). The Effect of Crystallinity on the Reversible Discharge Capacity of Nickel Hydroxide. Journal of The Electrochemical Society, 147 (6), 2029–2032. doi: 10.1149/1.1393480

##submission.downloads##

Опубліковано

2016-10-30

Як цитувати

Кovalenko V., Kotok, V., & Bolotin, O. (2016). Визначення факторів, що впливають на електрохімічні характеристики Ni(OH)2 для суперконденсаторів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(6 (83), 17–22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79406

Номер

Том 5 № 6 (83) (2016): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2016 Vadym Кovalenko, Valerii Kotok, Olexandr Bolotin

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.