У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Исследование возможности применения наноразмерных углеродных материалов в электродах твердотельных конденсаторов с двойным электрическим слоем (ионисторов)
Количество страниц 85
ВУЗ МГУЭСИ
Год сдачи 2012
Содержание Содержание:

Введение……………………………………………………………………………. 3
1. Литературный обзор……………………………………………………………..5
1.1. Общие сведения о перезаряжаемых источниках электрического тока…………………………………………………………………………....5
1.2. Конденсаторы с двойным электрическим слоем (ионисторы)……………………………………………………………………….…6
1.2.1. История создания конденсаторов с двойным электрическим слоем (ионисторов)…………………………………………………………………………6
1.2.2. Принципы функционирования ионисторов…………………………..7
1.2.3. Типы ионисторов……………………………………………………...11 1.2.4. Твердотельные ионисторы. Электролит, используемый в твердотельных ионисторах…………………………...………………………..…..12
1.2.5. Материалы для создания катодов твердотельных ионисторов……13
1.2.6. Материалы для создания анодов твердотельных ионисторов……..14
1.2.7. Наноразмерные углеродные материалы, их характеристика в качестве анодов твердотельных ионисторов……………………………………..15
1.2.7.1. История открытия наноразмерных углеродных материалов…………………………………………………………………………..15
1.2.7.2. Фуллерены…………………………………………………………...18
1.2.7.3. Нанотрубки и нановолокна…………………………………………24
1.2.7.4. Графены……………………………………………………………...47
1.2.8. Заключение……………………………………………………………50
1.2.9. Постановка задач исследования……………………...........................51
2. Экспериментальная часть……………………………………………………….52
2.1. Конструкция экспериментальных образцов ионисторов…………….52
2.2. Технология изготовления экспериментальных образцов
ионисторов………………………………………………………………………...53
2.3. Методика проведения экспериментов…………………………………53
2.4. Результаты экспериментов……………………………………………..56
2.4.1. Параметры экспериментальных образцов ионисторов на основе фуллеренов………………………………………………………….......................56
2.4.2. Параметры экспериментальных образцов ионисторов на основе углеродных нанотрубок………………………………………………………....58
2.4.3. Параметры экспериментальных образцов ионисторов на основе углеродных нановолокон…………………………………………………………60
2.4.4. Сравнительная характеристика экспериментальных образцов……62
3. Выводы…………………………………………………………………………...66
4. Экономическая часть…………………………………………………………….67
5. Охрана труда……………………………………………………………………..72
Список литературы…………………………………………………………………82


ВВЕДЕНИЕ

Современная наука и техника широко использует перезаряжаемые источники электрического тока. Поэтому очень актуальной в настоящее время является проблема создания источников тока с высокой удельной энергией и мощностью. К перезаряжаемым накопителям и источникам тока относят электрические конденсаторы и так называемые вторичные химические источники тока, т. е. аккумуляторы. Первый энергонакопительный электрический конденсатор - лейденская банка, был создан в 1745 г, а первый аккумулятор – свинцовый, в 1859 г.
Энергонакопительные конденсаторы с двойным электрическим слоем на основе жидких электролитов созданы в конце 60-х годов, а конденсаторы с двойным электрическим слоем на основе твердого электролита RbAg4J5 (ионисторы) созданы в начале 70-х годов; промышленное производство этого типа конденсаторов организовано в начале 80-х годов.
По электрическим параметрам и функциям конденсаторы с двойным электрическим слоем относят к классу приборов, занимающих промежуточное положение между аккумуляторами и электрическими конденсаторами.
Конденсаторы с двойным электрическим слоем на основе твердого электролита RbAg4J5 (ионисторы) разрабатывают и применяют до настоящего времени, несмотря на относительно низкую (в сравнении с другими типами накопителей энергии) удельную энергоёмкость и высокую стоимость.
Конкурентоспособность ионисторов с твердым электролитом RbAg4I5, несмотря на низкое рабочее напряжение и высокую цену, определяется совокупностью следующих параметров:
1.) широким интервалом рабочих температур – от минус 60 до + 125С;
2.) высокой стойкостью к воздействиям механических факторов, в том числе к ударам с ускорением до 50 тыс.g;
3.) высокой стойкостью к воздействиям ионизирующих излучений, т.е. ионисторы сохраняют заряд во время и после воздействия этих факторов.
4.) низкими токами саморазрядки – порядка 10-9A.
Ионисторы с твердым электролитом используются преимущественно в качестве резервных источников тока не требующих обслуживания или замены в течение всего срока службы изделия или устройства.
Одной из актуальных проблем перспективного развития ионисторов является проблема увеличения удельной энергии (Дж/г). Удельную энергию ионисторов (Е = CU2/2m) повышают тремя путями:
• увеличения удельной ёмкости электродных материалов;
• повышения рабочего напряжения (U) на ионисторе;
• уменьшения массы конструкционных материалов и деталей ионисторов.
Увеличение удельной ёмкости электродных материалов возможно путём использования нанопористых или наноразмерных материалов с большой удельной поверхностью, порядка 1000...2500 м2/г. В качестве таких материалов чаще всего используют нанопористые углеродные порошки, получаемые самыми различными способами.
В последнее время в качестве электродных наноразмерных материалов активно исследуют углеродные нанотрубки, нановолокна и графены. По литературным данным эти материалы, кроме высокой удельной поверхности (около 1000 м2/г), имеют высокую электропроводимость (на уровне электропроводимости меди), что позволяет создавать конденсаторы с более высокой удельной мощностью.
Целью данной работы является исследование возможности применения наноразмерных углеродных материалов – нанотрубок, нановолокон и фуллеренов, в электродах (а именно - в анодах) твердотельных конденсаторов с двойным электрическим слоем (ионисторов) на основе твердого электролита RbAg4J5.
Работа выполнена впервые, в литературе нет данных по исследованию нанотрубок, нановолокон и фуллеренов в электрохимической системе +С / RbAg4J5 / Ag - .
Список литературы Список литературы

1. В. Т. Ренне. Электрические конденсаторы. Госэнергоиздат, 1959 г
2. B. E. Conway Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications. Kuwer-Plenum Publ. Co., New York, 1999.
3. А. Burke. (University of California-Devis) Key Issues for the Implementation and Marketing of Ultracapacitors in Vehicle Applications. 14th ISDLC.
4. Victor Kuznetsov, et al. US Patent 5,876,787, March 2, 1999 Process of manufacturing a porous carbon material and a capacitor having the same.
5. M. Reimerink (Norit BV, Netherlands). Carbons Making Large DLCs Economically Feasible. ACWS 2003. г
6. Кузнецов В. П. и др. Конденсаторы с двойным электрическим слоем (ионисторы): разработка и производство. Ж. Комопоненты и технологии, №6, 2005 г.
7. Кузнецов В. П. и др. Конденсаторы с двойным электрическим слоем (ионисторы): новые разработки. Ж. Электрическое питание, №2, 2006 г.
8. B. E. Conway. (University of Ottawa, Canada). Pseudocapacitanse; its Nature and Relation to Double Layer Capacitance of Electrochemical Capacitors. 14th ISDLC.
9. В. П. Кузнецов и др. Ионисторы – электрохимические твердотельные элементы. Электронная промышленность, №8, 1975, с. 42-44.
10. Укше Е. А., Букун Н. Г. Твердые электролиты / Е. А. Укше. – М.: Наука, 1977. – 175 с.
11. Гуревич Ю. Я. Твердые электролиты / Ю. Я. Гуревич. – М.: Наука, 1986. – 176 с.
12. Кузнецов В. П. и др. Разработка и исследование ионисторов на твердом электролите RbAg4I5. – Технический отчет по НИР «Барьер-73», 1974, № гос. Рег. У05501.
13. П. Саймон, Ю. Гогоци. Материалы для электрохимических конденсаторов. Nature Materials, 2008, vol 7.
14. Кузнецов В. П., Компан М. Е. Ёмкостные характеристики нанопористых углеродных материалов в ионисторах на основе твердого электролита RbAg4I5. Ж. Электрохимия, 2009, том 45, №5, с. 574-577
15. Рычагов А. Ю. Физико-химические свойства электродов на основе высокодисперсного углерода в условиях работы электрохимических конденсаторов: диссертация на соискание ученой степени кандидата наук: 02.00.05 / Рычагов А. Ю. – М., 2008. – 252 с.: ил. РГБ ОД.
16. Дьячков П. И. Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применение. – М.: Биком, 2006. – 293 с.
17. Морозов С. В., Новоселов К. С., Гейм А. К. "Электронный транспорт в графене" УФН 178 776–780 (2008)
18. Елецкий А. В. Углеродные нанотрубки. Ж. Успехи физических наук. – 1997. – т.167, №9 – с. 945-972.
19. Белоусов В. П., Будтов В. П., Данилов О. Б., Мак А. А. Оптический Журнал, т.64, № 12, с.3 (1997)
20. А. В. Елецкий Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства, УФН, апрель2002 г., т. 172, №4, ст. 401
21. А. В. Елецкий Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства, УФН, апрель2002 г., т. 172, №4, ст. 404
22. А. В. Елецкий Углеродные нанотрубки, УФН, сентябрь 1997 г., т. 167, №9, с. 955
23. А. В. Елецкий Углеродные нанотрубки, УФН, сентябрь 1997 г., т. 167, №9, с. 954
24. Бочвар Д. А., Гальперн Е. Г. Докл. АН СССР, т.209, № 3, с.610 (1973)
25. Чернышева М. В. и др. Синтез и исследование нанокристаллов во внутренних каналах одностенных нанотрубок. Ж. Международный научный журнал “Альтернативная энергетика и экология” №1 (57) 2008
26. Елецкий А. В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства. Ж. Успехи физических наук. 2002 г., т. 172, №4 с. 403
27. Брунауэр С. Адсорбция газов и паров. Т. 1. — М.: ИЛ, 1948. — 783 с.
28. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. — Новосибирск: Наука, 1999. — 470 с.
29. Патент на изобретение № 2056312 от 30.10.2008 Электрохимический конденсатор, изготовленный с использованием углеродных нанотрубок.
30. Разумов В.Ф. Графен – новый прорыв в области нанотехнологий. - Российские нанотехнологии, 2010, т.5., с.17-22
31. Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Zhang Y.,.Dubonos S.V, Grigorieva I.V., Firsov A.A.. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. Science, V. 306. N. 5696, pp. 666 - 669 (2004)
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 3000





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.