Напрями використання провідних полімерних сполук та композитів на їх основі

 

Акумуляторні батареї (були одним з перших комерційних продуктів, заснованих на застосовуваннях полімерних сполук, що проводять. У якості матеріалу позитивного електроду в них використовують поліпірол, политіофен або поліанілін. Матеріалом для виготовлення негативних електродів зазвичай служать літій або його сплави (наприклад, з алюмінієм).

В процесі розряду акумулятора електрони рухаються від негативного електроду до позитивного по зовнішньому ланцюгу. При цьому літій окислюється, переходячи в електроліт у вигляді позитивно заряджених іонів, полімерне з'єднання відновлюється, що супроводжується переходом заряд компенсованих аніонів з полімеру в електроліт. При заряді акумулятора від зовнішнього джерела струму на електродах протікають зворотні процеси.

Електролітом може бути як сольовий розчин на основі пропіленкарбонату, що часто використовується як розчинник в джерелах струму, так і полімерна мембрана, насичена відповідною сіллю літію (твердий полімерний електроліт). У останньому випадку акумулятор зовсім не містить рідкої фази, що робить його найбільш безпечним і зручним [12].

На сьогодні розроблено вже декілька поколінь суперконденсаторів (СК), а саме на основі вуглецевих матеріалів, оксидів металів та електроактивних полімерів. У першому типі СК джерело накопичення енергії є справді електростатичним. Електродами у цьому випадку є ідентичні пористі вуглецеві електроди з високорозвинутою питомою поверхнею (симетричний СК) і ємність виникає в результаті розділення заряду на межі тверда поверхня|рідкий електроліт. Здебільшого ємність ПЕШ на поверхні вуглецю та металів становить 10-40 мкФ·см-2, а питома ємність високо розвинутої вуглецевої поверхні - ~4 Ф·кг^-1. Енергію W та потужність Р для такого типу суперконденсаторів можна розрахувати за формулами:

 

 

МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ

Опис вихідних речовин

 

Під час синтезу композитів, а також одержання композитів на основі поліпіролу та поліаніліну використовували наступні речовини та матеріали:

MоO₃;

ванадат амонія (NH₄VO₃);

дистильована вода;

сульфатна кислота (H₂SO₄);

ППірол;

ПАн;

графіт.

Фізико-хімічна характеристика досліджуваних речовин

₂ - порошок жовтого кольору, розчинний у воді. М_r = 143,94 г/моль; Т_пл.= 795 °С; Т_кип.= 1255 °С Найбільш стійкі сполуки молібдену, широко поширені в земній корі (молібденіт (MoS₂)).ЛД= 125мг/кг.

Пірол - розчинний у воді; змішується з органічними розчинниками. Полімеризується під дією кислот. T_кип.=129,76ºС, Т_пл = -23,42ºС.

NH₄VO₃ - білі або жовтуваті кристали, розчинні у воді. Т_пл =138 ºС.

Анілі́н - (C₆H₅NH₂), найпростіший ароматичний амін. Безбарвна рідина, малорозчинна у воді, змішується з спиртом, ефіром, бензолом; Під впливом повітря швидко темніє, стає коричневою. Пара його отруйна. t° кип. 184,4С°, t° плав. - 6°С.