Трехмерные сетки на основе оксида графена и полигетероариленов для высокотехнологичных суперконденсаторов

В настоящее время по причине все большего потребления энергии, истощения углеводородных запасов и глобального потепления все большую актуальность приобретают новые технологии преобразования и сохранения энергии. Суперконденсаторы (СК), также известные как ультраконденсаторы или ионистры, в последние годы привлекают все большую популярность вследствие их высокой плотности мощности, высокой скорости зарядки, длительного времени эксплуатации и безопасности. Однако широкое применение СК ограничивает их низкая емкость (существенно уступающая литий-ионным аккумуляторам) и электрохимическая стабильность. В этой связи разработка новых материалов и подходов к получению суперконденсаторов с высокой удельной емкостью и длительной стабильностью является важной и актуальной задачей. Представленный проект направлен на решение фундаментальной проблемы создания новых гибридных трехмерных материалов на основе ковалентно связанных графена и полигетероариленов с целью их дальнейшего использования для создания электродов СК. Такой подход позволит с одной стороны предотвратить агрегацию графеновых пластин, что будет способствовать увеличению эффективной площади поверхности электрода, а с другой позволит улучшить его термические и механические характеристики. Проект направлен на решение следующих задач:- Получение термостойких полигетероариленов (полибензимидазолов, полибензоксазолов, поли(бензоилен-бис-бензимидазолов) поли(нафтоилен-бис-бензимидазолов)) различной молекулярной массы с концевыми о-диаминными или о-гидроксиаминными группами на основе широкого круга мономеров.- Оптимизация синтеза оксида графена с целью получения целевого материала с необходимой степенью функционализации.- Изучение процесса получения трехмерных сеток совместной поликонденсацией оксида графена с телехелевыми полигетероариленами. Установление электро-физических, термических, физико-механических, и др. свойств материалов.- Исследование электрохимических характеристик полученных трехмерных сеток. Оценка влияния соотношения компонентов, молекулярной массы полигетероарилена, степени сшивки на электрохимические свойства электродов на основе полученных гибридных материалов.