Разработка новых радиационнотехнологических процессов для увеличения ёмкости электродов на основе новых нанокомпозитных материалов

Омский научный центр

Авторы: В.В. Болотов, С.Н. Несов, П.М. Корусенко, С.Н. Поворознюк, Н.А. Давлеткильдеев, И.А. Лобов, Д.В. Соколов, Е.Ю. Мосур

Удельная емкость и морфология электрода из исходного нанокомпозита МУНТ/SnO2-x (слева) и сформированного с применением импульсного ионного пучка.

В Лаборатории физики наноматериалов и гетероструктур Омского научного центра СО РАН впервые синтезированы композитные наностержни МУНТ/SnO2-x с применением импульсного ионного пучка, а также композитные нановолокна ПАНИ/N-МУНТ и ПАНИ/Ar+-N-МУНТ на основе азотлегированных МУНТ, исходных и облученных ионами аргона. Созданы электрохимические электроды для химических источников тока путем консолидации индивидуальных наноструктур в слои. Исследованы структура и электрохимические характеристики материалов.

Удельная ёмкость электродов, сформированных на основе нанокомпозитов ПАНИ/N-МУНТ и ПАНИ/Ar+-N-МУНТ.

Установлено, что модифицирование композитов на основе МУНТ и оксида олова воздействием импульсного ионного пучка обеспечивает двукратное увеличение удельной емкости материала электродов за счет высокой дисперсии частиц Sn/SnOx на поверхности МУНТ.

Показано, что для слоя ПАНИ, синтезированного на облученных ионами аргона МУНТ, характерно неравномерное покрытие поверхности МУНТ, он имеет развитую морфологию, образованную выступающими перпендикулярно оси МУНТ полимерными отростками различной формы. Развитость поверхности волокон ПАНИ/Ar+_N-МУНТ приводит к высокой пористости изготовленного из них электродов и обеспечивает большую площадь поверхности, с которой может взаимодействовать электролит. Для электродов на основе ПАНИ/Ar+_N-МУНТ наблюдается 70 % рост удельной емкости по сравнению с электродом ПАНИ/N-МУНТ.

P.M. Korusenko, S.N. Nesov, V.V. Bolotov, S.N. Povoroznyuk, Yu.A. Sten’kin, A.I. Pushkarev, E.O. Fedorovskaya, D.A. Smirnov // Journal of Alloys and Compounds. – 2019. -V.793. – P.723-731. -https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.066.