Caracterização eletroquímica de eletrodos de carbon black modificados com hidroquinona e g-C3N4 visando aplicações em supercapacitores

Abstract

La société est très familière avec l'utilisation des batteries en raison de ses nombreuses applications telles que l'énergie pour les téléphones mobiles, les ordinateurs portables, les caméras, les voitures. Supercondensateurs, également appelés condensateurs électrochimiques, des condensateurs et des ultras condensateurs à double couchent électrochimique, stockent l'énergie électrique dans une double couche électrochimique formée à l'interface entre les électrodes solides et électrolyte liquide. Les charges ioniques positives et négatives sur l'électrolyte s'accumulent et compensent les charges électroniques présentes sur la surface de l'électrode. Afin d'augmenter la capacité, la surface de l'électrode est augmentée, en utilisant des électrodes poreuses, avec une grande surface interne. Les électrodes de carbone sont largement utilisées car elles sont peu coûteuses, possèdent une grande surface et une production technologique établie. Cependant, des limitations, telles qu'une faible densité d'énergie liée à la masse d'électrolyte et une autodécharge fréquente par l'utilisation d'électrolytes aqueux, empêchent l'avancement et l'acceptation sur le marché. Dans ce travail quatre électrodes ont été faites: NC/paraffine (85:15); NC/g-C3N4/paraffine (70:15:15); NC/HQ/paraffine (85:1:14) et du NC/g-C3N4/HQ/paraffine (70:14:2:14). Le nitrure de carbone graphitique a été caractérisé par spectroscopie infrarouge, diffraction des rayons X et techniques de Microscopie Électronique à Balayage. Le matériau composé de 27,61% de carbone et 64,10% d'azote, est approché de l'unité de g-C3N4, 39,13% de carbone de 60,87% d'azote. De plus, la structure lamellaire a été confirmée par microscopie Électronique à Balayage (MEB). Le spectre infrarouge montre que l'étirement des hétérocycles des liaisons C-N et C=N ont été observé dans des bandes de l'ordre de 1240 à 1650 cm-1. La "respiration" des unités triazine est d'environ 806 cm-1. Les propriétés électrochimiques des électrodes ont été analysés par la technique de voltamétrie cyclique en utilisant une électrode de référence Ag/AgCl (KCl Sat.) dans trois façons électrolyte: 1 mol dm-3 H2SO4, 0,04 mol dm-3 d'hydroquinone dans 1 mol dm-3 H2SO4 et 0,4 mol dm-3 de l'hydroquinone dans 1 mol dm-3 H2SO4. L'électrode avec le résultat le plus positif était le NC/g-C3N4/HQ/parafine, avec proportion 70:14:2:14 dans 0,4 mol dm-3 de l'hydroquinone dans 1 mol dm-3 H2SO4. Il présentait une zone capacitive supérieure et une capacité spécifique de 0,640 mF·g-1, résultant de l'effet synergique entre les matériaux. L'électrode CB/HQ/paraffine n'a pas présenté le comportement attendu, peut-être parce que l'adsorption sur la surface des pores du noir de carbone n'a pas appropié.