Electrochemical Characteristics of Capacitor Systems Formed on Chemically Modified Carbon Base

Abstract

Influence of chemical modification of the activated carbon (AC) material on its specific capacity is found out with the use of methods of impedance spectroscopy, cyclic voltammetry and chronopotentiometry. As shown, a general capacity is the sum of two components, namely, double electric-layer (DEL) capacity and pseudocapacity, thus the deposit of the last is insignificant (8—14%). The alloying with rare-earth metals and their compounds results in the rise of specific capacity of AC. Probably, the principal reason of such a growth is transformation of valence bond of carbon material due to introduction of the additional electron states from the implanted metals. As a result, the considerably greater amount of ions (especially, positive ones) will take part in DEL forming, and, consequently, will predetermine growth of specific capacity.

З’ясовано вплив хемічної модифікації активованого вуглецевого 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 рідкоземельними металами та їх сполуками призводить до збільшення питомої місткости активованого вуглецю. Ймовірно, основною причиною такого зростання є трансформація валентної зони вуглецевого матеріялу за рахунок добавляння додаткових електронних станів від втілених матеріялів, в результаті чого значно більша кількість йонів (насамперед, позитивних) буде брати участь у формуванні ПЕШ, а отже, і зумовлювати зростання питомої місткости.

Изучено влияние химической модификации активированного углеродного материала на его удельную емкость с использованием методов импедансной спектроскопии, циклической вольтамперометрии и хроноамперометрии. Показано, что общая емкость является суммой двух составляющих – емкости двойного электрического слоя (ДЭС) и псевдоемкости, причем, вклад последней незначителен (8—14%). Легирование редкоземельными металлами и их соединениями увеличивает удельную емкость 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 обусловливать рост удельной емкости.