hrvatski

Karakterizacija pseudokapacitivnih svojstava kemijski priređenog MnO2 te kompozita MnO2/polipirol

U ovom je radu opisana kemijska sinteza uzoraka MnO2 te dva različita kompozita MnO2/polipirol (Kompozit1 i Kompozit2). Kompozit1 je priređen kemijskom reakcijom pirola i KMnO4, dok je Kompozit2 priređen polimerizacijom pirola u prisutnosti prethodno dobivenog MnO2 koristeći FeCl3 kao oksidans. S ciljem formiranja elektroda za provođenje elektrokemijskih ispitivanja, uzorci su: 1) tijekom sinteze direktno taloženi na podloge od Pt i ugljikovog platna i 2) sintetizirani te naknadno naneseni na podlogu od Pt uz dodatak veziva i aktivnog ugljena pri čemu su dobivene MnO2 elektroda, Kompozit1 elektroda i Kompozit2 elektroda. Za sve su elektrode gotovo idealna pseudokapacitivna svojstva dobivena u području potencijala od 0, 0 V do 0, 6 V prema zasićenoj kalomel elektrodi. Uočeno je, međutim, da polarizacija na potencijalima negativnijim od 0, 0 V uzrokuje ireverzibilne promjene u strukturi materijala i gubitak pseudokapacitivnih svojstava kod MnO2 i Kompozit1 elektroda, dok Kompozit2 elektroda ostaje stabilna u testiranom području potencijala. MnO2 elektroda je dodatno ispitana metodom elektrokemijske impedancijske spektroskopije pri čemu je utvrđeno da polarizacija na potencijalima negativnijim od 0, 0 V dovodi do porasta otpora u materijalu elektrode i usporavanja brzine pseudokapacitivne redoks reakcije Mn4+/Mn3+. Određivanjem morfoloških karakteristika utvrđeno je da se Kompozit1 elektroda sastoji od dvije faze što ukazuje na odvojen rast MnO2 i polipirola tijekom sinteze. Kompozit2 uzorak pokazuje znatno homogeniju strukturu površine, gdje su čestice MnO2 prekrivene slojem polipirola. Izgleda da tako istaloženi polipirol osigurava dobru električnu vodljivost uzorka zbog čega su kod Kompozit2 elektrode dobivene najveće vrijednosti specifičnog kapaciteta (23 31 F g-1). Osim toga, prisutnost polipirola kod Kompozit2 elektrode osigurava stabilnost MnO2 u širokom području potencijala, čime se omogućava konstrukcija elektroda s povećanom gustoćom uskladištene energije.

ciklička voltametrija ; elektrokemijska impedancijska spektroskopija ; pretražna elektronska mikroskopija ; superkondenzator

nije evidentirano