RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2025
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2025

 / 

Июнь

←  →

Приборы и методы исследований


Суперконденсаторы на основе графена

† , ‡ 
Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт», Красноказарменная ул. 14, Москва, 111250, Российская Федерация

Рассмотрены проблемы разработки суперконденсаторов, связанные с повышением рабочих характеристик этих устройств, таких как удельный объём запасаемой энергии, удельная выделяемая мощность, время зарядки/разрядки, способность выдерживать максимальное количество циклов зарядки/разрядки без снижения уровня запасаемой энергии и др. Один из подходов к решению указанных проблем связан с использованием графена и материалов на его основе в качестве электродов для суперконденсаторов. Рассматриваются работы, направленные на исследование материалов на основе графена с целью их использования в суперконденсаторах. Особое внимание уделяется гибридным системам, в которых материалы на основе графена используются в сочетании с оксидами металлов. Такие системы, называемые псевдосуперконденсаторами, обладают более высокими рабочими характеристиками по сравнению с обычными суперконденсаторами благодаря возможности протекания электрохимических процессов на границе между электродом и электролитом.

Текст pdf (7 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2024.11.039816
Ключевые слова: суперконденсаторы, псевдосуперконденсаторы, графен
PACS: 68.65.Pq, 82.47.Uv, 88.80.fh (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2024.11.039816
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/6/e/
001570951300004
2-s2.0-105011727050
2025PhyU...68..597E
Цитата: Елецкий А В, Дао К Л "Суперконденсаторы на основе графена" УФН 195 635–657 (2025)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 16 октября 2024, 22 ноября 2024

English citation: Eletskii A V, Dao Kh L “Graphene-based supercapacitors” Phys. Usp. 68 597–616 (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2024.11.039816

Список литературы (129) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (1) Похожие статьи (11)

  1. Idumah C I Polymer-Plastics Technol. Mater. 61 1871 (2022)
  2. Allen M J, Tung V C, Kaner R B Chem. Rev. 110 132 (2010)
  3. Вольфкович Ю М Электрохимия 57 (4) 197 (2021); Volfkovich Yu M Russ. J. Electrochem. 57 311 (2021)
  4. Kötz R, Carlen M Electrochim. Acta 45 2483 (2000)
  5. Thota S P et al Engineered Science 18 31 (2022)
  6. Raza W et al Nano Energy 52 441 (2018)
  7. Horn M et al Economic Anal. Policy 61 93 (2019)
  8. Wang G, Zhang L, Zhang J Chem. Soc. Rev. 41 797 (2012)
  9. Zheng J P, Huang J, Jow T R J. Electrochem. Soc. 144 2026 (1997)
  10. Burke A J. Power Sources 91 37 (2000)
  11. Burke A F Proc. IEEE 95 806 (2007)
  12. Sarno M Catalysis, Green Chemistry and Sustainable Energy (Studies in Surface Science and Catalysis) Vol. 179 (Eds A Basile et al) (Amsterdam: Elsevier, 2019) p. 431
  13. Conway B E Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications (New York: Kluwer Acad./Plenum Publ., 1999)
  14. Herrero E, Buller L J, Abruña H D Chem. Rev. 101 1897 (2001)
  15. Helmholtz H Ann. Physik 243 337 (1879)
  16. Chapman D L Philos. Mag. 25 475 (1913)
  17. Stern O Z. Elektrochem. angew. phys. Chem. 30 508 (1924)
  18. Zhang L L, Zhao X S Chem. Soc. Rev. 38 2520 (2009)
  19. Becker H I "Low voltage electrolytic capacitor" U.S. Patent No. 2800616 (1957); https://patents.google.com/patent/US2800616A/en
  20. Rightmire R A "Electrical energy storage apparatus" U.S. Patent No. 3288641 (1962); https://patents.google.com/patent/US3288641A/en
  21. Boos D L "Electrolytic capacitor having carbon paste electrodes" U.S. Patent No. 3536963 (1970); https://patents.google.com/patent/US3536963A/en
  22. Li X, Wei B Nano Energy 2 (2) 159 (2013)
  23. Зильберман Г Е Электричество и магнетизм (Долгопрудный: Интеллект, 2015)
  24. Miller J R, Dimon P Science 321 651 (2008)
  25. Brett C M A, Brett A M O Electrochemistry: Principles, Methods, and Applications (Oxford: Oxford Univ. Press, 1993)
  26. Pal B et al Nanoscale Adv. 1 3807 (2019)
  27. Choudhury N A, Sampath S, Shukla A K Energy Environ. Sci. 2 55 (2009)
  28. Sequeira C, Santos D (Eds) Polymer Electrolytes: Fundamentals and Applications (Cambridge: Woodhead Publ., 2010)
  29. Zhong C et al Chem. Soc. Rev. 44 7484 (2015)
  30. Armand M et al Nature Mater. 8 621 (2009)
  31. Hall P J et al Energy Environ. Sci. 3 1238 (2010)
  32. Pandolfo A G, Hollenkamp A F J. Power Sources 157 11 (2006)
  33. Sun Y, Wu Q, Shi G Energy Environ. Sci. 4 1113 (2011)
  34. Dubey R, Guruviah V Ionics 25 1419 (2019)
  35. Borenstein A et al J. Mater. Chem. A 5 12653 (2017)
  36. Sing K S W et al Pure Appl. Chem. 57 603 (1985)
  37. Zhu H et al (Eds) Graphene: Fabrication, Characterizations, Properties and Applications (London: Academic Press, 2017)
  38. Dubois S M-M et al Eur. Phys. J. B 72 1 (2009)
  39. Geim A K, Novoselov K S Nature Mater. 6 183 (2007)
  40. Lee T-W Graphene for Flexible Lighting and Displays (Cambridge, MA: Woodhead Publ., 2020)
  41. Stoller M D et al Nano Lett. 8 3498 (2008)
  42. Kelly B T Physics of Graphite (London: Applied Science, 1981)
  43. Morozov S V et al Phys. Rev. Lett. 100 016602 (2008)
  44. Boscá A et al J. Appl. Phys. 117 044504 (2015)
  45. Si C, Sun Z, Liu F Nanoscale 8 3207 (2016)
  46. Nair R R et al Science 320 1308 (2008)
  47. Berger C et al Science 312 1191 (2006)
  48. Patel R B et al J. Mater. Res. 29 1522 (2014)
  49. Pei S, Cheng H-M Carbon 50 3210 (2012)
  50. Larciprete R et al J. Am. Chem. Soc. 133 17315 (2011)
  51. Dreyer D R et al Chem. Soc. Rev. 39 228 (2010)
  52. Бочаров Г С, Елецкий А В Журн. структурной химии 59 841 (2018); Bocharov G S, Eletskii A V J. Struct. Chem. 59 806 (2018)
  53. McAllister M J et al Chem. Mater. 19 4396 (2007)
  54. Agarwal V, Zetterlund P B Chem. Eng. J. 405 127018 (2021)
  55. Schniepp H C et al J. Phys. Chem. B 110 8535 (2006)
  56. Becerril H A et al ACS Nano 2 463 (2008)
  57. Wang X, Zhi L, Müllen K Nano Lett. 8 323 (2008)
  58. Wu Z-S et al Carbon 47 493 (2009)
  59. Wu Z-S et al ACS Nano 3 411 (2009)
  60. Li X et al J. Am. Chem. Soc. 131 15939 (2009)
  61. Bocharov G S, Eletskii A V, Melnikov V P Nanosyst. Phys. Chem. Math. 9 (1) 98 (2018)
  62. Sharon M, Sharon M (Eds) Graphene: An Introduction to the Fundamentals and Industrial Applications (Hoboken, NJ: Wiley, 2015)
  63. Ke Q, Wang J J. Materiomics 2 37 (2016)
  64. Zhang K et al J. Mater. Chem. 21 7302 (2011)
  65. Mao L et al J. Mater. Chem. 22 80 (2012)
  66. Li Z et al J. Power Sources 196 8160 (2011)
  67. Wang H et al J. Am. Chem. Soc. 132 7472 (2010)
  68. Wang H-W et al Mater. Chem. Phys. 130 672 (2011)
  69. Yoon S-M et al ACS Nano 6 6803 (2012)
  70. Lee J-S et al ACS Nano 7 6047 (2013)
  71. Park S-H et al Chem. Mater. 27 457 (2015)
  72. Ke Q et al Mater. Res. Express 1 025015 (2014)
  73. Ke Q et al RSC Adv. 4 26398 (2014)
  74. Meng Y et al Adv. Mater. 25 2326 (2013)
  75. Kou L et al Nat. Commun. 5 3754 (2014)
  76. Cheng H et al Nanoscale 5 3428 (2013)
  77. Pech D et al Nature Nanotechnol. 5 651 (2010)
  78. Wang X et al Angew. Chem. Int. Ed. 53 1849 (2014)
  79. Aboutalebi S H et al ACS Nano 8 2456 (2014)
  80. Liu L et al Nat. Commun. 6 7260 (2015)
  81. Yu D et al Nature Nanotechnol. 9 555 (2014)
  82. Lei Z, Christov N, Zhao X S Energy Environ. Sci. 4 1866 (2011)
  83. Vickery J L, Patil A J, Mann S Adv. Mater. 21 2180 (2009)
  84. Khan A A et al J. Phys. Chem. B 128 9586 (2024)
  85. Wang G et al Small 8 452 (2012)
  86. Qiu L et al Chem. Eur. J. 16 10653 (2010)
  87. Si Y, Samulski E T Chem. Mater. 20 6792 (2008)
  88. Li M et al Adv. Funct. Mater. 24 7495 (2014)
  89. Wang D-W et al ACS Nano 3 1745 (2009)
  90. Meng Y et al Adv. Mater. 25 6985 (2013)
  91. Yan J et al Carbon 48 487 (2010)
  92. Lehtimäki S et al ACS Appl. Mater. Interfaces 7 22137 (2015)
  93. Chen C-M et al Chem. Commun. 48 7149 (2012)
  94. Cao X et al Small 7 3163 (2011)
  95. Muhammad A et al Polymers 13 1347 (2021)
  96. Xu Y et al ACS Nano 4 4324 (2010)
  97. Yang T et al J. Mater. Chem. A 5 16537 (2017)
  98. Zhou H et al Carbon 59 495 (2013)
  99. Xu Y et al Nano Res. 6 65 (2013)
  100. Luan V H et al J. Mater. Chem. A 1 208 (2013)
  101. Chen P et al Nano Energy 2 249 (2013)
  102. Guo H-L et al J. Mater. Chem. A 1 2248 (2013)
  103. Chang Y et al J. Power Sources 238 492 (2013)
  104. Xu Y et al ACS Nano 7 4042 (2013)
  105. Zhang L, Shi G J. Phys. Chem. C 115 17206 (2011)
  106. Gao H et al ACS Appl. Mater. Interfaces 4 2801 (2012)
  107. Sheng K et al New Carbon Mater. 26 9 (2011)
  108. Yang X et al Science 341 534 (2013)
  109. Tai Z, Yan X, Xue Q J. Electrochem. Soc. 159 A1702 (2012)
  110. Zhang X et al J. Mater. Chem. 21 6494 (2011)
  111. Zhao Y et al Adv. Mater. 25 591 (2013)
  112. Yuan J et al Phys. Chem. Chem. Phys. 15 12940 (2013)
  113. Wang Y et al J. Phys. Chem. C 115 23192 (2011)
  114. Xu Y et al Adv. Mater. 25 5779 (2013)
  115. Chen J et al Adv. Mater. 24 4569 (2012)
  116. Liu F et al Adv. Mater. 24 1089 (2012)
  117. Wu X-L, Xu A-W J. Mater. Chem. A 2 4852 (2014)
  118. Wu Z-S et al J. Am. Chem. Soc. 134 19532 (2012)
  119. Wu X et al J. Mater. Chem. 22 23186 (2012)
  120. Zhang X et al J. Mater. Chem. 21 6494 (2011)
  121. Si W et al Nanoscale Res. Lett. 8 247 (2013)
  122. Wu Z-S et al Adv. Mater. 24 5130 (2012)
  123. Ji C-C et al J. Colloid Interface Sci. 407 416 (2013)
  124. Meng F et al J. Mater. Chem. 21 18537 (2011)
  125. Bokhari S W et al Energy Rep. 6 2768 (2020)
  126. Kumar N et al Nanomaterials 12 3708 (2022)
  127. Liu C et al Nano Lett. 10 4863 (2010)
  128. Novoselov K S et al Science 306 666 (2004)
  129. Елецкий А В и др УФН 185 225 (2015); Eletskii A V et al Phys. Usp. 58 209 (2015)
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение