Anionic carbonate activation of layered (α+β) nickel hydroxide

Vadym Kovalenko, Valerii Kotok
2019 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies  
Гідроксид нікелю широко використовується як активна речовина суперконденсаторів. Найбільш активними є зразки Ni(OH) 2 (α+β) шарової структури, синтезовані в щілинному діафрагмовому електролізері (ЩДЕ). Вивчена можливість карбонатної активації шаруватого (α+β) Ni(OH) 2 шляхом синтезу зразків в щілинному діафрагмовому електролізері при використанні в якості аноліту суміші натрій гідроксиду з натрій карбонатом. Мольну частку карбонату натрію в суміші NaOH+Na 2 CO 3 контролювали ацидіметричним
more » ... ацидіметричним титруванням в присутності двох індикаторів. Синтез зразків гідроксиду нікелю проводили при мольній долі карбонату натрію від 0,16 (NaOH без додаткового введення карбонату) до 0,83. Кристалічна структура зразків вивчена методом ренгенофазового аналізу, електрохімічні характеристикиметодами циклічної вольтамперометрії та гальваностатичного зарядно-розрядного циклування в акумуляторному режимі. Методом ренгенофазового аналізу показано, що при збільшенні мольної частки карбонату в аноліті до 0,49 кристалічність монофазної шаруватої (α+β) модифікації збільшується. Виявлено, що при подальшому підвищені частки карбонату відбувається різка аморфізація структури зразків в результаті часткового розпаду решітки гідроксиду з утворенням основних солей та формуванням біфазної системи. Цей висновок підтверджується даними циклічної вольтамперометрії та розрядними кривими. Вивчення електрохімічних характеристик показало, що до мольної частки карбонату 0,39 відбувається карбонатна активація гідроксиду зі збільшенням питомої ємності. Збільшення частки карбонату до 0,49 призводить до зниження питомої ємності, а подальше підвищення вмісту карбонату призводить до розпаду гідроксиду до основних солей і суттєвому зниженню електрохімічної активності. Для досягнення максимального активуючого ефекту оптимальна мольна частка карбонату натрію повинна становити 40 %. Зразок гідроксиду нікелю, синтезованого в даних оптимальних умовах, має питому ємність 234 мА·год/г та високу активуємість сполуками кобальту, питома ємність зростає до 254 мА·год/г Ключові слова: карбонат, активація, гідроксид нікелю, шарова (α+β) структура, лужний акумулятор, щілинний діафрагмовий електролізер UDC 54.057:544.653:621.13:661.13
doi:10.15587/1729-4061.2019.169461 fatcat:dwialnydhfa6dmoiqy5vbsqtzq