СИМЕТРИЧНИ СУПЕРКОНДЕНЗАТОРИ С ИНОВАТИВНИ ПОЛИ (ЙОННИ ТЕЧНИ) ЕЛЕКТРОЛИТИ

С. Велева*, Б. Караманова*, А. Стоянова*, Х. Новаков**

* Институт по електрохимия и енергийни системи – Българска Академия на Науките

** Институт по полимери – Българска Академия на Науките

Полимерните материали намират все по-широко приложение като електролити и свързващи вещества в суперкондензатори, благодарение на предимствата им пред традиционно използваните материали. Изследователските усилия, насочени към разработване на нови полимери с подобрени механични, електрически, химични и електрохимични свойства, отбелязват голям напредък през последните години. Приложението на полимерни йонни течности (PILs) все по-често предизвиква интерес, което е и обект на настоящото изследване. В работата се разглежда синтеза на нови полимери, съдържащи пиролидин и превръщането им в полимерен йонен електролит с висока проводимост, подходящ за импрегниране на композитни електроди или като добавка към йонни течности. Получените полимери са с 10 пъти по-ниска молекулна маса от познатите и описани досега в литературата, което е предпоставка за по-високата им проводимост и подобряване на електрохимичните характеристики на суперкондензаторната клетка. Получените полимери са охарактеризирани физикохимично и използвани като електролит в симетрични суперкондензатори, които демонстрират висока ефективност и стабилни капацитивни характеристики. Като електродни материали са подрани търговски биогенен активен въглен (YP-50F, Kuraray Япония) и синтезиран въглероден ксерогел. Получените резултати са добра основа за продължаване на работата по оптимизиране на полимерния електролит, както и условията на синтез на полимерна мембрана за приложение в твърдотелни суперкондензаторни системи. Благодарности: Авторите благодарят за финансовата подкрепа на проект „Twinning cooperation for boosting excellence in electrochemical energy storage on the platform of supercapacitors (BIScaps)“ – Министерство на образованието и науката на Република България по национална програма „Европейски научни мрежи“ и на проект КП-06-ОПР04/5 - Фонд Научни изследвания.

ВЪГЛЕРОДНИ КСЕРОГЕЛОВЕ С ПОДОБРЕНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАТО ЕЛЕКТРОДНИ МАТЕРИАЛИ ЗА ТВЪРДОТЕЛНИ СУПЕРКОНДЕНЗАТОРИ

Л. Сосеров, Б. Караманова, С. Велева, А. Стоянова, Б. Младенова

Институт по Електрохимия и Енергийни системи-Българска Академия на Науките, ул. Акад. “Георги Бончев ”, блок 10, София 1113, България Автор за кореспонденция: l_stefanov@iees.bas.bg Суперкондензаторите са устройства за съхранение на енергия, които напоследък се явяват като алтернатива и/или допълнение към конвенционални кондензатори и батерии. Тези електрохимични системи са предназначени за приложения, изискващи висока плътност на мощността. Въглеродните ксерогелове са вид въглероден материал, който позволява адаптиране на физичните (нанопорьозност) и химичните му свойства в съответствие с изискванията на приложението, за което са създадени. В настоящата работа, те са получени чрез вариране рН на водния разтвор на резорцинол-формалдехид (съответно AX6.5, AX5.97, рН=6.5 и 5.97). Получените материали са физикохимично характеризирани посредством различни методи за анализ. Електроди, съдържащи въглероден ксерогел, графит и свързващо вещество (поливинилиден дифлуорид (PVDF)) са асемблирани в симетрични твърдотелни суперкондензаторни клетки с протон проводяща (Aquivion®) мембрана, предварително пропита в 1M Na2SO4. и 1M KOH. Ефективността на суперкондензаторите е изследвана с помощта на различни електрохимични методи – снемане на циклични криви (CV), галваностатични заряд/разряд изпитвания, както и дългосрочни тестове в неутрална и алкална среда. Показана е връзката между структурата и морфологията на активирания ксерогел и природата на електролита. Благодарности: Авторите благодарят за финансовата подкрепа на проект „Twinning cooperation for boosting excellence in electrochemical energy storage on the platform of supercapacitors (BIScaps)“ – Министерство на образованието и науката на Република България по национална програма „Европейски научни мрежи“.