Композиты на основе многостенных углеродных нанотрубок на алюминиевой фольге как перспективные материалы для электрохимических источников тока

Работа посвящена изучению электрохимических свойств, морфологии и структурных особенностей многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ), полученных методом пиролиза паров этанола на подложках из алюминиевой фольги, а также созданию композитных материалов MnO2/МУНТ/Al и FeOx/МУНТ/Al и изучению возможности их применения в качестве электродов суперконденсаторов. В ходе выполнения диссертационной работы была разработана методика придания алюминиевой фольге каталитических свойств, необходимых для дальнейшего осаждения на поверхности алюминия равномерного слоя МУНТ с хорошей адгезией к поверхности. Проведён ряд экспериментов по электрохимическому окислению материала МУНТ/Al. Изучена зависимость электрохимических характеристик от концентрации электролита, времени и напряжения окисления. Подобраны оптимальные условия окисления, при которых удельная ёмкость окисленного материала превышает удельную ёмкость исходного материала в 5 раз и может достигать значения 105 Ф/г в диапазоне от -800 до 0 мВ. Впервые получен композитный материал MnO2/МУНТ/Al посредством простой выдержки материала МУНТ/Al в водном растворе KMnO4. Из результатов экспериментов видно, что удельная ёмкость композитного материала в диапазоне от 0 до 800 мВ может превышать удельную ёмкость исходного материала МУНТ/Al в 4 раза и достигать значения 120 Ф/г. Полученные электроды MnO2/МУНТ/Al обладают превосходной устойчивостью к многократным циклам заряда/разряда. После 60000 циклов потеря ёмкости составляет менее 20 %. Впервые получен композитный материал FeOx/МУНТ/Al посредством электрохимического окисления в смеси водных растворов (0,1 M Fe(NH4)2(SO4)2 и 0,08 M CH3COONa) МУНТ, выращенных непосредственно на алюминиевой фольге методом каталитического пиролиза паров этанола. Изучена зависимость полученного материала от условий окисления и температуры отжига. Подобраны оптимальные условия формирования композита, при которых удельная ёмкость в области от -800 до 0 мВ может достигать значения 175 Ф/г при скорости сканирования 100 мВ/с. Полученные электроды FeOx/МУНТ/Al обладают высокой устойчивостью к многократным циклам заряда/разряда. После 10000 циклов потеря ёмкости не превышает 25%.