Перспективные электроды суперконденсаторов на основе углерода, легированного азотом и сульфидов переходных металлов

Существующие электродные материалы для устройств накопления энергии в основном состоят из интеркаляционного, легирующего или конверсионного материала. Однако их энергетические показатели и удельная мощность значительно снижаются ввиду структурных изменений при эксплуатации, что приводит к низкой стабильности при циклировании. То же можно сказать о применении сульфидов переходных металлов в качестве электродов, что ограничивает их применение. Решение проблемы может заключаться в изготовлении композита из графитовых углеродных материалов, полученных из биомассы. При этом сохраняются преимущества компонентов и достигаются улучшенные электрохимические свойства. Гибридный гетерокомпозит углерода с сульфидами переходных металлов может обеспечить лучшую проводимость и улучшенные электрохимические свойства. Также получение таких композитов может обеспечить превосходную стабильность, привлекательные скоростные характеристики и высокую производительность. Функциональные параметры, такие как емкость электрода, энергетическая плотность, максимальная рабочая напряженность и стабильность циклов работы, зависят от структуры электродов и их взаимодействия с электролитом. Оптимальное соотношение между структурными и функциональными параметрами электродов позволяет достичь наилучших электрических характеристик суперконденсаторов. Таким образом, исследование и изучение взаимосвязи структурных и функциональных параметров электродов суперконденсаторов является неотъемлемой частью разработки и оптимизации устройств накопления энергии. Проект направлен на создание нового поколения композитных функциональных материалов, состоящих из углеродной матрицы, легированной азотом, и сульфидов металлов, а также установление взаимосвязи «условия синтеза – структура – состав – концентрационные соотношения - размер – морфология- свойства поверхности – функциональные свойства» с конечной целью получения высокоэффективных компонентов для суперконденсаторов. Проект направлен на исследование структурных свойств композитного материала на основе сульфидов переходных металлов и графитового углерода, легированного азотом, полученного из биомассы, для применения в суперконденсаторах. В ходе проекта будет изучено влияние сульфидов переходных металлов и легированного азотом углерода на емкостные характеристики, а также синергизма их свойств на изменение емкости системы.