Nanokompozyty PANI/MWCNT jako materiały na elektrody w superkondensatorach

• Autorzy: Kuliński R. , Zawadzka E. , Szubzda B.

Warianty tytułu

EN

PANI/MWCNT nanocomposities used as electrode material in supercapacitors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanokompozyty polianilina/wielościenne nanorurki węglowe (PANI/MWCNT) wytworzone przy wykorzystaniu metody 'in situ' polimeryzacji utleniającej aniliny w wodnej dyspersji wielościennych nanorurek węglowych zostały przebadane pod kątem wykorzystania jako materiał elektrodowy dla superkondensatorów. Właściwości superkondensatorowe kompozytu typu core-shell zostały wyznaczone przy pomocy pomiarów woltametrii cyklicznej oraz galwanostatycznego ładowania i rozładowania. Badania termoanalityczne (TG/DSC) i zdjęcia ze skaningowego mikroskopu elektronowego pozwoliły określić faktyczną strukturę nanokompozytu oraz stopień dyspersji nanorurek w matrycy polimerowej. Celem pracy jest wykorzystanie specyficznej struktury kompozytu typu core-shell do projektowania nowych materiałów, o obiecujących właściwościach, mogących znaleźć zastosowania jako elektrody superkondensatorów.

EN

Polyaniline/multi-walled carbon nanotube (PANI/MWCNT) composite has been synthesized by 'in situ' oxidizing polymerization of aniline in water dispersion of MWCNTs and has been tested as supercapacitor electrode material. Supercapacitive behavior of shell-core composite has been investigated by cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge tests. Thermoanalytical tests (TG/DSC) and scanning electron microscope images have been caried out to obtain information about the nanocomposite composition and degree of nanotubes dispersion in polymer matrix. The research is aimed at utilization of the specific structure of the shell-core composite type for designing new materials with promising properties, which could find application as supercapacitor electrode material.

Słowa kluczowe

PL

superkondensator; nanorurki węglowe; polianilina; kompozyty core-shell

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2009
• Tom: Z. 241
• Strony: 163--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Kuliński R.

autor

Zawadzka E.

autor

Szubzda B.

• Zakład Technologii i Tłoczyw Elektroizolacyjnych, Oddział Instytutu Elektrotechniki we Wrocławiu,

Bibliografia

• 1. Ago H., Petritsch K., Shaffer M.S.P., Windle A.H., Friend R.H.: Composites of carbon nanotubes and conjugated polymers for photovoltaic devices, Adv. Mater., 11, 1281, 1999.
• 2. Ajayan P.M., Stephan O., Colliex C., Trauth D.: Aligned Carbon Nanotube Arrays Formed by Cutting a Polymer Resin—Nanotube Composite, Science, 265, 1212, 1994.
• 3. Cheng Q., Pavlinek V., He Y.: Facile fabrication and characterization of novel polyaniline/titanate composite nanotubes directed by block copolymer, European Polymer Journal, 43, 3760, 2007.
• 4. Conway B.E.: Electrochemical Supercapacitors. Kluwer Academic, New York, 1999.
• 5. Fan S., Chapline M.G., Franklin N.R., Tombler T.W.: Self-Oriented Regular Arrays of Carbon Nanotubes and Their Field Emission Properties, Science 283, 512, 1999
• 6. Feng W., Bai X.D., LianY.Q., Liang J., Wang X.G., Yoshino K.: Well-aligned polyaniline/carbon-nanotube composite films grown by in-situ aniline polymerization, Carbon 41, 1551 2003.
• 7. Frackowiak E., Béguin F.: Electrochemical storage of energy in carbon nanotubes and nanostructured carbons, Carbon, 40, 1775, 2002.
• 8. Frackowiak E., Khomenko V., Jurewicz K., Lota K., Béguin F.: Supercapacitors based on conducting polymers/nanotubes composites, J. Power Sources, 153, 413, 2006.
• 9. Iijima S.: Helical microtubules of graphitic carbon, Nature, 354, 56, 1991
• 10. Koetz R., Carlen M.: Principles and applications of electrochemical capacitors, Electrochim. Acta, 45, 2483, 2000..
• 11. Kymakis E., Amaratunga G.A.: Single-wall carbon nanotube/conjugated polymer photovoltaic devices, J. Appl. Phys. Lett., 80, 112, 2002.
• 12. Morgan H., Foot P.J.S., Brooks N.W.: The effects of composition and processing variables on the properties of thermoplastic polyaniline blends and composites, J. Material Science, 36, 5369, 2001
• 13. Nishio K., Fujimoto M., Yoshinaga N.: Electrochemical characteristics of polyaniline synthesized by various methods, J. Power Sources, 56,189, 1995
• 14. Ramamutyhy P.C., Malshe A.M., Harrel W.R.: Polyaniline / Single-walled Carbon Nanotube Composite Electronic Device, Student paper
• 15. Ryabenko G., Fokeeva L.S., Dorofeeva T.V.: Spectroscopic study of suspensions of single wall carbon nanotubes in polyaniline solutions in N-methylpyrrolidone in UV—Vis—NIR regions, Russian Chemical Bulletin, International Edition, 53, 12, 2695, 2004.
• 16. Sarangapani S., Tilak B.V., Chen C.P.: Materials for Electrochemical Capacitors, J. Electrochem. Soc., 143, 3791, 1996.
• 17. Schadler L.S., Giannaris S.C., Ajayan P.M.: Load transfer in carbon nanotube epoxy composites, Appl. Phys. Lett., 73, 3842, 1998.
• 18. Tans S.J., Verschueren A.R.M., Dekker C.: Room-temperature transistor based on a single carbon nanotube, Nature 393, 49, 1998.
• 19. Wagner H.D., Lourie O., Feldman Y., Tenne R.: Stress-induced fragmentation of multiwall carbon nanotubes in a polymer matrix, Appl. Phys. Lett., 72, 188, 1998.
• 20. Wong E.W., Sheehan P.E., Lieber C.M.: Nanobeam Mechanics: Elasticity, Strength, and Toughness of Nanorods and Nanotubes, Science, 277,1971, 1997.
• 21. Woo H.S., Czerw R., Webster S., Carroll D.L.: Organic light emitting diodes fabricated with single wall carbon nanotubes dispersed in a hole conducting buffer: the role of carbon nanotubes in a hole conducting polymers, Synth. Met.,116, 369, 2001.
• 22. Yu Y., Che B., SI Z., Li L., Chen W., Xue G.:Carbon nanotube/polyaniline core-shell nanowires prepared by in situ inverse microemulsion, Synth. Met., 150, 271, 2005.
• 23. Zhang X., Zhang J., Liu Z.: Conducting polymer/carbon nanotube composite films made by in situ electropolymerization using an ionic surfactant as the supporting electrolyte, Carbon, 43, 2186, 2005.
• 24. Zhou Y., He B., Zhou W., Huang J., Li X., Wu B., Li H.: Electrochemical capacitance of well-coated single-walled carbon nanotube with polyaniline composites, Electrochim. Acta, 49,257, 2004.