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 priređen je kemijskom reakcijom pirola i KMnO4, dok je Kompozit2 priređen polimerizacijom pirola u prisutnosti prethodno dobivenog MnO2 primjenjujući FeCl3 kao oksidans...
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Croatian Society of Chemical Engineers
2016-03-01
|
| Series: | Kemija u Industriji |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://silverstripe.fkit.hr/kui/assets/Uploads/II-127-136.pdf |
| _version_ | 1818651536143679488 |
|---|---|
| author | Nedjeljko Šešelj Denis Sačer Marijana Kraljić Roković |
| author_facet | Nedjeljko Šešelj Denis Sačer Marijana Kraljić Roković |
| author_sort | Nedjeljko Šešelj |
| collection | DOAJ |
| description | U ovom je radu opisana kemijska sinteza uzoraka MnO2 te dva različita kompozita MnO2/polipirol (Kompozit1
i Kompozit2). Kompozit1 priređen je kemijskom reakcijom pirola i KMnO4, dok je Kompozit2 priređen
polimerizacijom pirola u prisutnosti prethodno dobivenog MnO2 primjenjujući FeCl3 kao oksidans. S ciljem
formiranja elektroda za provođenje elektrokemijskih ispitivanja, uzorci su: 1) tijekom sinteze izravno taloženi
na podloge od Pt i ugljikova platna i 2) sintetizirani te naknadno naneseni na podlogu od Pt uz dodatak veziva
i aktivnog ugljena, pri čemu su dobivene elektroda MnO2, elektroda Kompozita1 i elektroda Kompozita2. Za
sve su elektrode gotovo idealna pseudokapacitivna svojstva dobivena u području potencijala od 0,0 V do 0,6 V
prema zasićenoj kalomelnoj 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
elektroda Kompozita1, dok elektroda Kompozita2 ostaje stabilna u testiranom području potencijala. Elektroda
MnO2 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 elektroda Kompozita1 sastoji od dviju faza, što ukazuje na odvojen rast MnO2 i polipirola tijekom sinteze.
Uzorak Kompozit2 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
elektrode Kompozita2 dobivene najveće vrijednosti specifičnog kapaciteta (23 F g−1 – 31 F g−1). Osim toga, prisutnost
polipirola kod elektrode Kompozita2 osigurava stabilnost MnO2 u širokom području potencijala, čime se
omogućava konstrukcija elektroda s povećanom gustoćom uskladištene energije. |
| first_indexed | 2024-12-17T02:07:40Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-9aad15af469844f29a14f0713c5f6424 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 0022-9830 1334-9090 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-12-17T02:07:40Z |
| publishDate | 2016-03-01 |
| publisher | Croatian Society of Chemical Engineers |
| record_format | Article |
| series | Kemija u Industriji |
| spelling | doaj.art-9aad15af469844f29a14f0713c5f64242022-12-21T22:07:38ZengCroatian Society of Chemical EngineersKemija u Industriji0022-98301334-90902016-03-01653-4127136Karakterizacija pseudokapacitivnih svojstava kemijski priređenog MnO2 te kompozita MnO2/polipirolNedjeljko Šešelj0Denis Sačer1Marijana Kraljić Roković2Zavod za elektrokemiju, Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Sveučilište u Zagrebu, Marulićev trg 19, 10 000 ZagrebZavod za elektrokemiju, Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Sveučilište u Zagrebu, Marulićev trg 19, 10 000 ZagrebZavod za elektrokemiju, Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Sveučilište u Zagrebu, Marulićev trg 19, 10 000 ZagrebU ovom je radu opisana kemijska sinteza uzoraka MnO2 te dva različita kompozita MnO2/polipirol (Kompozit1 i Kompozit2). Kompozit1 priređen je kemijskom reakcijom pirola i KMnO4, dok je Kompozit2 priređen polimerizacijom pirola u prisutnosti prethodno dobivenog MnO2 primjenjujući FeCl3 kao oksidans. S ciljem formiranja elektroda za provođenje elektrokemijskih ispitivanja, uzorci su: 1) tijekom sinteze izravno taloženi na podloge od Pt i ugljikova platna i 2) sintetizirani te naknadno naneseni na podlogu od Pt uz dodatak veziva i aktivnog ugljena, pri čemu su dobivene elektroda MnO2, elektroda Kompozita1 i elektroda Kompozita2. Za sve su elektrode gotovo idealna pseudokapacitivna svojstva dobivena u području potencijala od 0,0 V do 0,6 V prema zasićenoj kalomelnoj 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 elektroda Kompozita1, dok elektroda Kompozita2 ostaje stabilna u testiranom području potencijala. Elektroda MnO2 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 elektroda Kompozita1 sastoji od dviju faza, što ukazuje na odvojen rast MnO2 i polipirola tijekom sinteze. Uzorak Kompozit2 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 elektrode Kompozita2 dobivene najveće vrijednosti specifičnog kapaciteta (23 F g−1 – 31 F g−1). Osim toga, prisutnost polipirola kod elektrode Kompozita2 osigurava stabilnost MnO2 u širokom području potencijala, čime se omogućava konstrukcija elektroda s povećanom gustoćom uskladištene energije.http://silverstripe.fkit.hr/kui/assets/Uploads/II-127-136.pdfCiklička voltametrijaelektrokemijska impedancijska spektroskopijapretražna elektronska mikroskopijasuperkondenzator |
| spellingShingle | Nedjeljko Šešelj Denis Sačer Marijana Kraljić Roković Karakterizacija pseudokapacitivnih svojstava kemijski priređenog MnO2 te kompozita MnO2/polipirol Kemija u Industriji Ciklička voltametrija elektrokemijska impedancijska spektroskopija pretražna elektronska mikroskopija superkondenzator |
| title | Karakterizacija pseudokapacitivnih svojstava kemijski priređenog MnO2 te kompozita MnO2/polipirol |
| title_full | Karakterizacija pseudokapacitivnih svojstava kemijski priređenog MnO2 te kompozita MnO2/polipirol |
| title_fullStr | Karakterizacija pseudokapacitivnih svojstava kemijski priređenog MnO2 te kompozita MnO2/polipirol |
| title_full_unstemmed | Karakterizacija pseudokapacitivnih svojstava kemijski priređenog MnO2 te kompozita MnO2/polipirol |
| title_short | Karakterizacija pseudokapacitivnih svojstava kemijski priređenog MnO2 te kompozita MnO2/polipirol |
| title_sort | karakterizacija pseudokapacitivnih svojstava kemijski priredenog mno2 te kompozita mno2 polipirol |
| topic | Ciklička voltametrija elektrokemijska impedancijska spektroskopija pretražna elektronska mikroskopija superkondenzator |
| url | http://silverstripe.fkit.hr/kui/assets/Uploads/II-127-136.pdf |
| work_keys_str_mv | AT nedjeljkoseselj karakterizacijapseudokapacitivnihsvojstavakemijskipriređenogmno2tekompozitamno2polipirol AT denissacer karakterizacijapseudokapacitivnihsvojstavakemijskipriređenogmno2tekompozitamno2polipirol AT marijanakraljicrokovic karakterizacijapseudokapacitivnihsvojstavakemijskipriređenogmno2tekompozitamno2polipirol |