Электрохимическое улучшение характеристик электродов MWCNT/Al для суперконденсаторов

Оригинальная методика химического осаждения из газовой фазы (CVD), основанная на каталитическом пиролизе паров этанола, была использована для непосредственного выращивания слоев многостенных углеродных нанотрубок (MWCNT) на алюминиевой фольге. Полученные нанотрубки обладали отличной адгезией и обеспечивали непосредственный электрический контакт с алюминиевой подложкой. Этот материал хорошо подходил для использования в электрохимических суперконденсаторах. В данной работе исследована возможность значительного увеличения удельной емкости MWCNT посредством простой электрохимической обработки окислением. Определены оптимальные условия улучшения характеристик электродов MWCNT/Al. Электрохимическая обработка электродов MWCNT/Al в растворе Na2SO4 концентрацией 0,005 М при потенциале 4–5 В в течение 20–30 мин увеличила удельную емкость MWCNT с 30 до 140 Ф/г. Свойства модифицированных нанотрубок исследовали методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, циклической вольтамперометрии (CV) и импедансной спектроскопии. В результате электрохимического окисления было обнаружено значительное увеличение концентрации кислородсодержащих функциональных групп на поверхности MWCNT. Модифицированные электроды MWCNT/Al сохраняли отличную стабильность при многократных циклах заряда–разряда. После 20 000 циклов CV потеря емкости составила менее 5%. Таким образом, полученные результаты значительно расширили возможности использования композиционных материалов MWCNT/Al, изготовленных методом непосредственного осаждения углеродных нанотрубок на алюминиевую фольгу, в качестве электродов суперконденсаторов.