Charakterystyki pojemnościowe wielościennych nanorurek węglowych aktywowanych związkami alkalicznymi

• Autorzy: Jurewicz K. , Babeł K.

Warianty tytułu

EN

Capacitance characteristics of multi-walled carbon nanotubes activated with alkali

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W celu poprawy parametrów pojemnościowych wielościennych nanorurek węglowych (MWCNTs), wytworzonych metodą katalitycznego rozkładu acetylenu z wykorzystaniem stałego roztworu Co_xMg_(1-x)O, poddano je procesowi aktywacji chemicznej za pomocą KOH lub NaOH. W wyniku aktywacji z KOH, stosując moduł 4:1 uzyskano ponad dwukrotny wzrost powierzchni BET do 577 m²/g, głównie w zakresie mezoporowatym. Przyrost powierzchni mikroporowatej i dalszy wzrost powierzchni do 684 m²/g, uzyskano przy wyższym module KOH (5:1). W efekcie przeprowadzonych modyfikacji zanotowano istotną poprawę pojemności MWCNTs. Dla elektrod ujemnych w środowisku zasadowym sięga ona dwóch rzędów wielkości (77 F/g). Nie zaobserwowano prostej korelacji między zmianami strukturalnymi, a przyrostem pojemności, co wskazuje na istotny udział pseudopojemności. Aktywacja za pomocą NaOH, choć mniej efektywna (350 m²/g), pozwoliła uzyskać korzystną strukturę dla zastosowań w środowisku aprotycznym. MWCNTs, także po ich aktywacji, charakteryzuje wysoka dynamika wymiany ładunku, co predysponuje je na materiał elektrodowy dla kondensatorów dużej mocy.

EN

In order to improve capacitance parameters of multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) obtained by catalytic acethylene decomposition with solid solution of Co_xMg_(1-x)O, they were subject to activation process with KOH or NaOH. As a result of activation with KOH at 4:1 module, more than a double increase of BET surface to 577 m²/g was obtained, mainly in mesopore range. Higher microporous surface and further increase of BET surface to 684 m²/g was achieved at KOH (5:1) module. In consequence of such modifications, considerable improvement of MWCNTs capacitance was observed. For negative electrodes in alkaline environment , it reaches two order of magnitude higher value ( 77 F/g). No simple correlation between structural changes and capacitance increase was defined which, in turn, indicates considerable contribution of pseudocapacity. Activation with NaOH, although less efficient (350 m²/g), allowed to obtain advantageous structure for use in aprotic environment MWCNTs, also after activation, reveal high charge exchange dynamics and this feature makes them suitable as an electrode material for high power supercapacitors.

Słowa kluczowe

PL

nanorurka węglowa wielościenna; kondensator elektrochemiczny; aktywacja chemiczna

EN

multiwalled carbon nanotubes; electrochemical capacitors; chemical activation

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2006
• Tom: Nr 4
• Strony: 206--213
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., 8 rys., 3 tabl.

Twórcy

autor

Jurewicz K.

autor

Babeł K.

• Politechnika Poznańska, Poznań,

Bibliografia

• 1. Delpeux S., Szostak K., Frackowiak E., Bonnamy S., Beguin E, J. Nanosc. Nanotech., 2002, t. 2, s. 481.
• 2. Ma R.Z., Liang J., Wei B.Q., Zhang B., Xu C.L., Wu D.H., J. Power Sourc.,1999, t. 84, s.126.
• 3. Niu C., Sichel E.K., Hoch R., Moy D., Tennet H., Appl. Phys. Lett., 1997, t. 70, s. 1480.
• 4. Frąckowiak E. and Béguin F., Carbon 2001, t. 39, s. 37.
• 5. Frąckowiak E., Jurewicz K., Delpeux S., Béguin F., J. Power Sourc., 2001, t. 97-98, s. 822.
• 6. Frąckowiak E., Jurewicz K., Béguin F., Pol. J. Chem., 2004, t. 78, s. 1345.
• 7. Jurewicz K., Babeł K., Pietrzak R., Delpeux S., Wachowska H., Carbon, 2006, t. 44, s. 2368.
• 8. Kim Y.A., Hayashi T., Fukai Y., Endo M, Yanagisawa T., Dresselhaus M.S., Chem. Phys. Lett., 2002, t. 355, s. 279.
• 9. Jurewicz K., Delpeux S., Bertagna V., Béguin F., Frąckowiak E., Chem. Phys. Lett., 2001, t. 347, s. 36.
• 10 .Hughes M., Chen G.Z., Shaffer M.S.P., Fray D.J., Windle A.H., Chem. Mater., 2002, t. 14, s. 1610.
• 11. Béguin F., Lota G., Lota K., Frąckowiak E., Adv. Mater., 2005, t. 17, s. 2380.
• 12. J.A. Moulijn and F. Kapteijn, „Carbon gasification reaction" (Marsh H. and Rodriguez-Reinoso F. eds.) Science of carbon materials. Universitat de Alicante 2000, s. 379.
• 13. Bansal R.C., Donnet J-B., Stoeckli F. Active carbon. Wyd. Marcel Decker, inc, New York, Basel 1988.
• 14. Frackowiak E., Delpeux S., Jurewicz K., Szostak K., Cazorla-Amoros D., Béguin F., Chem. Phys. Lett., 2002, t. 361, s. 35.
• 15. Raymundo-Pińero E., Cazorla-Amoros D., Linares-Solano A., Delpeux S., Frąckowiak E., Szostak K., Béguin F., Carbon, 2002, t. 40, s. 1614.
• 16. Raymundo-Pińero E., Azad’s P., Cacciaguerra T., Cazorla-Amoros D., Linares-Solano A., Béguin F., Carbon, 2005, t. 43, s. 786.