Synthesis and Electrochemical Properties of Mesoporous α-MnO2 for Supercapacitor Applications

Abstract

В роботі досліджено електрохімічні властивості монофазного α-MnO2, отриманого гідротермальним методом. Встановлено, що отриманий матеріал володіє тунельною структурою із середнім розміром частинок 12-15 нм. Методами циклічної вольтамперометрії та гальваностатичного циклювання визначено питомі ємнісні характеристики синтезованого α-MnO2 у 30 % водному розчині KOH. Встановлено, що зі зростанням швидкості сканування з 2 до 10 мВ/с значення питомої ємності системи αMnO2/електроліт зменшується з 90 Ф/г до 55 Ф/г. Максимальне значення питомої ємності 104 Ф/г отримано при швидкості зміни потенціалу 0,5 мВ/с. Кулонівська ефективність електрохімічної системи є сталою і не залежить від кількості заряд/розрядних циклів. Загальну ємність електрохімічної системи розділено на ємність подвійного електричного шару і дифузійно-контрольовану окислювальновідновлювальну ємність за рахунок фарадеївських оборотних редокс реакцій, яка становить 90 % від загальної ємності. Крім того, встановлено, що електрохімічні параметри системи α-MnO2/KOH є стабільними впродовж тривалого циклювання.