Electrochemical Characteristics of Capacitor Systems Formed on Chemical Modified Carbon Basis

Abstract

Influence of chemical modification of an activated carbon (AC) material on its specific capacity is studied using methods of impedance spectroscopy, cyclic voltammetry and chronopotentiometry. As shown, the total capacity is the sum of two components–double electric layer (DEL) capacity and pseudocapacity; the contribution of the latter is insignificant (8—14%). The alloying with rareearth metals and their compounds results in the rise of specific capacity of AC. Probably, the principal cause of such a growth is transformation of valence band of carbon material caused by introduction of additional electron states from the introduced metals. As a result, considerably greater number of ions (especially, positive ones) will take part in DEL forming and, consequently, predetermine growth of specific capacity.

З’ясовано вплив хемічної модифікації активованого вуглецевого (АВ) матеріялу на його питому місткість з використанням метод імпедансної спектроскопії, циклічної вольтамперометрії та хроноамперометрії. Показано, що загальна місткість є сумою двох складових – місткости подвійного електричного шару (ПЕШ) та псевдомісткости, причому, внесок останньої є незначним (8—14%). Леґування рідкісноземельними металами та їх сполуками призводить до підвищення питомої місткости АВ. Ймовірно, основною причиною такого зростання є трансформація валентної зони вуглецевого матеріялу за рахунок привнесення додаткових електронних станів від втілених матеріялів, в результаті чого значно більша кількість йонів (насамперед, позитивних) буде приймати участь у формуванні ПЕШ, а отже, й зумовлювати ріст питомої місткости.

Изучено влияние химической модификации активированного углеродного материала на его удельную ёмкость с использованием методов импедансной спектроскопии, циклической вольтамперометрии и хроноамперометрии. Показано, что общая ёмкость является суммой двух составляющих – ёмкости двойного электрического слоя (ДЭС) и псевдоёмкости, причем, вклад последней незначителен (8—14%). Легирование редко-земельными металлами и их соединениями улучшает удельную ёмкость активированного углерода. Вероятно, основной причиной такого роста является трансформация валентной зоны углеродного материала за счет добавления дополнительных электронных состояний от внедренных материалов, вследствие чего значительно большее количество ионов (в первую очередь, положительных) будет принимать участие в формировании ДЭС, а, следовательно, и обуславливать рост удельной ёмкости.