Суперконденсаторные свойства нанокомпозита rGO–TiO₂ в двухкомпонентном кислом электролите

Изучены электрохимические свойства высокопористого нанокомпозита из восстановленного оксида графена и диоксида титана (rGO/TiO₂) для оценки возможности его использования в качестве электрода суперконденсатора. Впервые в качестве исходного материала для изготовления электрода был использован гранулированный аэрогель rGO/TiO₂. Для синтеза аэрогеля применяли промышленный TiO₂ Hombikat UV100 с высокой удельной поверхностью и анатазной структурой; восстановление проводили парами гидразина. Пористую структуру и гидрофильно-гидрофобные свойства нанокомпозита исследовали методом стандартной контактной порометрии. Эти свойства имеют важное значение для суперконденсатора с водным электролитом. Установлено, что гидрофильная удельная поверхность нанокомпозита составляет приблизительно половину его общей поверхности. В результате электрохимического гидрирования в области нулевого потенциала относительно стандартного водородного электрода наблюдалась обратимая фарадеевская реакция с высокой скоростью перезарядки, характеризуемой высокими обменными токами. Характерное время заряда данной фарадеевской реакции не превышает нескольких десятков секунд, что позволяет рассматривать возможность использования этой псевдоёмкости в системах быстрого накопления энергии, таких как гибридные суперконденсаторы. Для этой реакции получена достаточно высокая предельная псевдоёмкость — около 1200 C/г TiO₂.