Разработка новых маршрутов послойного синтеза гидратированных оксидов M_xA_yBO_z [M=Na,Zn; A, B= Co(II,III), Ni(II,III), Fe(II,III), Mn(III,IV), Cu(II) и др.] и их нанокомпозитов с графеном как высокоэффективных электродных материалов для Na и Zn-ионных гибридных аккумуляторов-суперконденсаторов (заключительный)

Подводя итоги выполнения работ по проекту, следует специально отметить, что все запланированные эксперименты были выполнены и, более того, круг исследуемых объектов и экспериментов был существенно расширен как по числу составов, так и условиям их синтеза. В результате выполнения работ по проекту, в соответствии с планом, был проведен ряд экспериментов и предложены новые маршруты синтеза гидратированных оксидов состава NaxNiyCoOz«nH20, NaxCuyMn0z«nH20, NaxCoyFe0z»nH20, ZnxMnyFe0z»nH20, NixCoOy»nH20, CuxCoOy»nH20, CoxFeOy«nH20 и ZnxFe0y«nH20 и их композитов с углеродными материалами, а также исследованы их электрохимические свойства как катодных и анодных материалов для Na и Zn-ионных гибридных аккумуляторов-суперконденсаторов. Синтез данных соединений проводился с использованием методик ионного наслаивания (ИН). В дополнении к указанным в плане составам был выполнен ряд экспериментов по синтезу слоев гидратированных оксидов состава NaxAyMn0z«nH20 (где, А= Ni, Со, Си) и ZnxM0y«nH20 (где М = Мп, Со и Fe). При синтезе таких соединений методом ИН, варьировали количество циклов ИН, соотношение реагентов в растворах, а также последовательность обработки реагентами. В ходе выполнения работы был предложен и экспериментально обоснован новый подход к поиску эффективных электродных материалов для Na и Zn-ионных гибридных аккумуляторов- суперконденсаторов, основанный на синтезе методом ИН ряда однотипных образцов, полученных при различных параметрах и условиях, изучении их состава, структуры и морфологии, а также анализе свойств. Также впервые было изучено влияние параметров послойного синтеза (количество циклов ИН, последовательность обработки в растворах реагентов, изменение соотношения концентраций реагентов, времени обработки и т.д.) на изменение электрохимических свойств электроактивных материалов, с целью поиска оптимальных для практического применения. Наиболее значимыми, с практической точки зрения, оказались результаты синтеза слоев нанокомпозитов гидратированных оксидов с углеродными материалами на основе восстановленного оксида графена, которые показали высокие значения электрохимических характеристик в качестве катодных материалов для Na и Zn-ионных гибридных аккумуляторов-суперконденсаторов, как по удельной емкости, так и по циклической стабильности. Как показал анализ литературы эти характеристики в настоящее время являются одними из наиболее значимых. Не вызывает сомнения, что данные свойства с учетом возможности дальнейшей оптимизации условий синтеза ИН могут быть существенно улучшены. На заключительном этапе работы были сконструированы, собраны и испытаны твердотельные электрохимические ячейки-прототипы цинк-ионного и натрий-ионного аккумулятора-суперконденсатора. Полученные прототипы показали относительно высокие электрохимические характеристики и могут представлять интерес для дальнейшего промышленного применения и коммерциализации. В частности для создания гибких батарей с полимерным электролитом.