Новые гибридные нанокомпозиты на основе полимеров дифениламин-2-карбоновой кислоты, высокопористого углерода с иерархической структурой пор и наночастиц магнетита как эффективные электродные материалы для суперконденсаторов

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы материаловедения, связанной с созданием новых электродных материалов для накопителей энергии, обеспечивающих высокий уровень запасенной энергии (как в аккумуляторах) при высоких токах заряда-разряда (как в суперконденсаторах). На сегодняшний день наилучшие результаты достигаются в гибридных суперконденсаторах, где запасание энергии происходит по механизму электростатического заряжения двойного электрического слоя (двойнослойная емкость) и протекания быстрых и обратимых Фарадеевских реакций (псевдоемкость) на границе раздела электрод/электролит. Конкретная научная задача, которая будет решаться при выполнении проекта заключается в создании принципиально новых гибридных электродных материалов, включающих в своем составе редокс-полимеры дифениламин-2-карбоновой кислоты (ДФАК), электроактивный высокопористый углерод с иерархической структурой пор и удельной площадью поверхности, превышающей 2800 м2/г, наночастицы оксидов металлов (Fe3O4) и восстановленного оксида графена (ВОГ), и обеспечивающих стабильную работу электрода в протонных и апротонных электролитах и достижение высокого уровня запасенной энергии при высоких зарядно-разрядных токах. В качестве высокопористого углеродного компонента гибридного материала выбран активированный ИК-пиролизованный полиакрилонитрил (ИК-ПАН-а), характеризующийся высокоразвитой поверхностью и собственной двойнослойной электрохимической емкостью.