Preview

Катализ в промышленности

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Микро-мезопористые углеродные материалы из карбонизированной рисовой шелухи как активные компоненты электродов суперконденсаторов

https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-6-534-542

Полный текст:

Аннотация

Активированные углеродные материалы (УМ) были получены из шелухи риса, карбонизированной в реакторе с кипящим слоем катализатора. Текстурные особенности УМ изучали методом низкотемпературной адсорбции азота при 77 К. Изменение условий синтеза (условий карбонизации и последующей активации) позволило получить материалы с удельной площадью поверхности по БЭТ от 440 до 2290 м2/г. Использование в качестве активирующих агентов карбонатов калия или натрия приводит к образованию материалов с удельной площадью поверхности по БЭТ до 1200 м2/г. Активация с помощью гидроксидов натрия или калия позволяет получить образцы с более развитой поверхностью – до 2290 м2/г. Электрохимические свойства и емкостные характеристики исследовались методами циклической вольтамперометрии и хронопотенциометрии в гальваностатическом режиме в водном электролите 1 М H2SO4 и ионной жидкости BMIMBF4. Было показано, что при низких скоростях заряжения-разряжения (0,2 А/г) массовая емкость линейно зависит от удельной поверхности УМ и не зависит от природы электролита. При высоких скоростях заряжения-разряжения (2 А/г) наблюдается незначительное (в случае 1 М H2SO4) и значительное (в случае ионной жидкости) снижение удельной емкости, что объясняется влиянием пористой структуры.

Об авторах

М. В. Лебедева
Институт катализа СО РАН им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия


П. М. Елецкий
Институт катализа СО РАН им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия


А. Б. Аюпов
Институт катализа СО РАН им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)
Россия


А. Н. Кузнецов
Институт катализа СО РАН им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)
Россия


Е. Н. Грибов
Институт катализа СО РАН им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)
Россия


В. Н. Пармон
Институт катализа СО РАН им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)
Россия


Список литературы

1. Burke A. // Electrochim. Acta. 2007. V. 53. № 3. P. 1083-1091.

2. Conte M. // Fuel Cells. 2010. V. 10. № 5. P. 806-818.

3. Zhang Y., Feng H., Wu X., Wang L., Zhang A., Xia T., Dong H., Li X., Zhang L. // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. V. 34. № 11. P. 4889-4899.

4. Ito E., Mozia S., Okuda M., Nakano T., Toyoda M., Inagaki M. // New Carbon Mater. 2007. V. 22. № 4. P. 321-326.

5. Bichat M.P., Raymundo-Piñero E., Béguin F. // Carbon. 2010. V. 48. № 15. P. 4351-4361.

6. Long C., Jiang L., Wu X., Jiang Y., Yang D., Wang C., Wei T., Fan Z. // Carbon. 2015. V. 93. P. 412-420.

7. Peng C., Yan X., Wang R., Lang J., Ou Y., Xue Q. // Electrochim. Acta. 2013. V. 87. P. 401-408.

8. Bleda-Martínez M.J., Maciá-Agulló A., Lozano-Castelló D., Morallón E., Cazorla-Amorósa D., Linares-Solano A. // Carbon. 2005. V. 43. № 13. P. 2677-2684.

9. Raymundo-Piñero E., Kierzek K., Machnikowski J., Béguin F. // Carbon. 2006. V. 44. № 12. P. 2498-2507.

10. Alonso A., Ruiz V., Blanco C., Santamaría R., Granda M., Menéndez R., de Jager S.G.E. // Carbon. 2006. V. 44. № 3. P. 441-446.

11. Kim Y.-J., Horie Y., Matsuzawa Y., Ozaki S., Endo M., Dresselhaus M.S. // Carbon. 2004. V. 42. № 12-13. P. 2423- 2432.

12. Li Q.-Y., Wang H.-Q., Dai Q.-F., Yang J.-H., Zhong Y.-L. // Solid State Ionics. 2008. V. 179. № 7-8. P. 269-273.

13. Jurewicz K., Frackowiak E., Béguin F. // Appl. Phys. A. 2004. V. 78. № 7. P. 981-987.

14. Vix-Guterl C., Frackowiak E., Jurewicz K., Friebeb M., Parmentier J., Béguin F. // Carbon. 2005. V. 43. № 6. P. 1293- 1302.

15. Morishita T., Soneda Y., Tsumura T., Inagaki M. // Carbon. 2006. V. 44. № 12. P. 2360-2367.

16. Lu X., Dou H., Gao B., Yuan C., Yang S., Hao L., Shen L., Zhang X. // Electrochim. Acta. 2011. V. 56. № 14. P. 5115-5121.

17. Zhang L.L., Wei T., Wang W., Zhao X.S. // Micropor. Mesopor. Mater. 2009. V. 123. № 1-3. P. 260-267.

18. Wang G., Ling Y., Qian F., Yang X., Liu X.-X., Li Y. // J. Power Sources. 2011. V. 196. № 11. P. 5209-5214.

19. Рычагов А.Ю., Вольфкович Ю.М., Воротынцев М.А., Квачева Л.Д., Конев Д.В., Крестинин А.В., Кряжев Ю.Г., Кузнецов В.Л., Кукушкина Ю.А., Мухин В.М., Соколов В.В., Червонобродов С.П. // Электрохим. энергетика. 2012. Т. 12. № 4. С. 167—180.

20. Бахматюк Б.П., Курепа А.С. // Электрохим. энергетика. 2011. Т. 11. № 4. С. 206—212.

21. Атаманюк И.Н., Вервикишко Д.Е., Григоренко А.В., Саметов А.А., Школьников Е.И., Янилкин И.В. // Электрохим. энергетика. 2014. Т. 14. № 1. С. 3—10.

22. Liu M.-C., Kong L.-B., Zhang P., Luo Y.-C., Kang L. // Electrochim. Acta. 2012. V. 60. P. 443-448.

23. Wang K., Zhao N., Lei S., Yan R., Tian X., Wang J., Song Y., Xu D., Guo Q., Liu L. // Electrochim. Acta. 2015. V. 166. P. 1-11.

24. Redondo E., Carretero-González J., Goikolea E., Ségalini J., Mysyk R. // Electrochim. Acta. 2015. V. 160. P. 178-184.

25. Eletskii P.M., Yakovlev V.A., Fenelonov V.B., Parmon V.N. // Kinet. Catal. 2008. V. 49. № 5. P. 708-719.

26. Larichev Y.V., Yeletsky P.M., Yakovlev V.A. // J. Phys. Chem. Solids. 2015. V. 87. P. 58-63.

27. Yeletsky P.M., Yakovlev V.A., Mel'gunov M.S., Parmon V.N. // Micropor. Mesopor. Mater. 2009. V. 121. № 1-3. P. 34-40.

28. Thommes M., Kaneko K., Neimark A.V., Olivier J.P., Rodriguez- Reinoso F., Rouquerol J., Sing K.S.W. // Pure Appl. Chem. 2015. V. 87. № 9-10. P. 1051-1069.

29. Mel'gunov M.S., Ayupov A.B. // Micropor. Mesopor. Mater. 2017. V. 243. P. 147-153.

30. Kinoshita K. Carbon: electrochemical and physicochemical properties. New York: John Wiley Sons, 1988. 533 p.

31. Dullius J.E.L., Suarez P.A.Z., Einloft S., de Souza R.F., Dupont J. // Organometallics. 1998. V. 17. № 5. P. 815-819.

32. Pell W.G., Conway B.E., Marincic N. // J. Electroanal. Chem. 2000. V. 491. № 1-2. P. 9-21.

33. Pell W.G., Conway B.E., Adams W.A., de Oliveira J. // J. Power Sources. 1999. V. 80. № 1-2. P. 134-141.

34. Stoller M.D., Ruoff R.S. // Energy Environ. Sci. 2010. V. 3. P. 1294-1301.

35. Van K.L., Thi T.T.L. // Progress in Natural Science: Materials International. 2014. V. 24. № 3. P. 191-198.

36. Kumagai S., Tashima D. // Biomass Bioenergy 2015. V. 83. P. 216-223.

37. Gao Y., Li L., Jin Y., Wang Y., Yuan C., Wei Y., Chen G., Ge J., Lu H. // Appl. Energy. 2015. V. 153. P. 41-47.

38. Jiang J. // J. Electrochem. Soc. 2017. V. 164. № 8. P. H5043-H5048.

39. Lockett V., Sedev R., Ralston J. // J. Phys. Chem. C. 2008. V. 112. № 19. P. 7486-7495.

40. Zheng J., Moganty S.S., Goonetilleke P.C., Baltus R.E., Roy D. // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. № 15. P. 7527-7537.

41. Wang X., Zhou H., Sheridan E., Walmsley J.Ch., Ren D., Chen D. // Energy Environ. Sci. 2016. V. 9. P. 232-239.

42. Chmiola J., Yushin G., Gogotsi Y., Portet C., Simon P., Taberna P.L. // Science. 2006. V. 313. № 5794. P. 1760-1763.


Для цитирования:


Лебедева М.В., Елецкий П.М., Аюпов А.Б., Кузнецов А.Н., Грибов Е.Н., Пармон В.Н. Микро-мезопористые углеродные материалы из карбонизированной рисовой шелухи как активные компоненты электродов суперконденсаторов. Катализ в промышленности. 2017;17(6):534-542. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-6-534-542

For citation:


Lebedeva M.V., Eletski P.M., Ayupov A.B., Kuznetsov F.N., Gribov E.N., Parmon V.N. Micro-Mesoporous Carbon Materials from Carbonized Rice Husk as Active Components of Supercondenser Electrodes. Kataliz v promyshlennosti. 2017;17(6):534-542. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-6-534-542

Просмотров: 200


ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)