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Multiwalled Carbon Nanotubes: Matrix Nanostructured Composites as Electrode Materials for Supercapacitors
Energy Technology ( IF 3.6 ) Pub Date : 2021-09-12 , DOI: 10.1002/ente.202100449 Yuri Zakharov 1 , Galina Simenyuk 1 , Ekaterina Kachina 2 , Valery Pugachev 1, 2 , Vadim Dodonov 1, 2 , Denis Yakubik 2 , Tatiana Trosnyanskaya 1 , Zinfer Ismagilov 1
Energy Technology ( IF 3.6 ) Pub Date : 2021-09-12 , DOI: 10.1002/ente.202100449 Yuri Zakharov 1 , Galina Simenyuk 1 , Ekaterina Kachina 2 , Valery Pugachev 1, 2 , Vadim Dodonov 1, 2 , Denis Yakubik 2 , Tatiana Trosnyanskaya 1 , Zinfer Ismagilov 1
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Herein, nanostructured composites (NSCs) based on multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) filled with the individual (IH) and mixed (MH) Ni/Co hydroxides nanoparticles are prepared and an influence of NSC morphology and texture on their electrical capacitance is considered. It is found that MWCNTs have a channel diameter (2−5 nm), external diameter (18−23 nm), and wall width (2−12 nm). In NSCs obtained by precipitation of hydroxides from chloride aqueous solutions in an alkaline medium, the filler particles are formed as nanocrystallites inside the channels as well as aggregates composed of crystallites (up to 10 nm in size) situated on the external MWCNT surface. These aggregates look like islands, 15−16 nm wide, and are at least 200 nm long. Functionalization via ozonation causes nontrivial effects of an increase in the size and anisometry of the MH crystallites. The dependence of the NSC electrical capacitance on the content of fillers appears to be extreme. The content in the range of 5−10 wt% which allows increasing the capacitance by 1.2 and 1.5 times as compared with that for MWCNTs is optimal for scanning rates of 80 and 10 mV s−1, respectively.
中文翻译：
多壁碳纳米管：基质纳米结构复合材料作为超级电容器的电极材料
在此，制备了基于多壁碳纳米管 (MWCNT) 的纳米结构复合材料 (NSC)，其中填充了单个 (IH) 和混合 (MH) Ni/Co 氢氧化物纳米粒子，并考虑了 NSC 形态和纹理对其电容的影响。发现多壁碳纳米管具有通道直径 (2-5 nm)、外径 (18-23 nm) 和壁宽 (2-12 nm)。在通过从碱性介质中的氯化物水溶液中沉淀氢氧化物获得的 NSC 中，填料颗粒在通道内形成为纳米微晶，以及由位于外部 MWCNT 表面上的微晶（尺寸高达 10 nm）组成的聚集体。这些聚集体看起来像岛，宽 15-16 nm，长至少 200 nm。通过臭氧化进行的功能化会导致 MH 微晶的尺寸和不等距增加的重要影响。NSC 电容对填料含量的依赖性似乎是极端的。与 MWCNTs 相比，5-10 wt% 范围内的含量允许将电容增加 1.2 和 1.5 倍，对于 80 和 10 mV s 的扫描速率是最佳的-1，分别。
更新日期：2021-11-04
中文翻译：
多壁碳纳米管：基质纳米结构复合材料作为超级电容器的电极材料
在此，制备了基于多壁碳纳米管 (MWCNT) 的纳米结构复合材料 (NSC)，其中填充了单个 (IH) 和混合 (MH) Ni/Co 氢氧化物纳米粒子，并考虑了 NSC 形态和纹理对其电容的影响。发现多壁碳纳米管具有通道直径 (2-5 nm)、外径 (18-23 nm) 和壁宽 (2-12 nm)。在通过从碱性介质中的氯化物水溶液中沉淀氢氧化物获得的 NSC 中，填料颗粒在通道内形成为纳米微晶，以及由位于外部 MWCNT 表面上的微晶（尺寸高达 10 nm）组成的聚集体。这些聚集体看起来像岛，宽 15-16 nm，长至少 200 nm。通过臭氧化进行的功能化会导致 MH 微晶的尺寸和不等距增加的重要影响。NSC 电容对填料含量的依赖性似乎是极端的。与 MWCNTs 相比，5-10 wt% 范围内的含量允许将电容增加 1.2 和 1.5 倍，对于 80 和 10 mV s 的扫描速率是最佳的-1，分别。
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