"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF6455
ETF6455 (ETF6455) "Suure eripinnaga nanopoorse süsiniku ja metallelektroodide elektrokeemilised omadused (1.01.2005−31.12.2008)", Enn Lust, Tartu Ülikool, Füüsika-keemiateaduskond, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond.
ETF6455
Suure eripinnaga nanopoorse süsiniku ja metallelektroodide elektrokeemilised omadused
Electrochemical properties of nanoporous carbon and metal electrodes with large specific surface area
1.01.2005
31.12.2008
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaP401 Elektrokeemia 1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)100,0
AsutusRollPeriood
Tartu Ülikool, Füüsika-keemiateaduskondkoordinaator01.01.2005−31.12.2007
Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskondkoordinaator01.01.2008−31.12.2008
PerioodSumma
01.01.2005−31.12.2005175 000,00 EEK (11 184,54 EUR)
01.01.2006−31.12.2006178 440,00 EEK (11 404,39 EUR)
01.01.2007−31.12.2007178 440,00 EEK (11 404,39 EUR)
01.01.2008−31.12.2008178 440,00 EEK (11 404,39 EUR)
45 397,71 EUR

Antud grandiprojekti raames uuritakse elektrokeemilise impedantsi, kronoamperomeetria, kronopotentsiomeetria, tsüklilise voltamperomeetria, BET adsorptsiooni, tunnelelektronmikroskoopia, aatomjõumikroskoopia, elektronmikroskoopia, SNIFTIR ja muude meetoditega erinevalt valmistatud ja töödeldud (elektrokeemiliselt söövitatud, elektrokeemiliselt sadestatud, gaasifaasist ja kolloidsüsteemidest sadestatud) õhukesi suure eripinnaga nanopoorsete süsinikelektroodide ja dopeeritud teemandisarnaste süsinikelektroodide ja metallelektroodide elektrokeemilisi omadusi. Uuritakse mõningate uudsete vähemürgiste solventide ja solventide segust ning soolade segust valmistatud elektrolüütide rakendatavust uut tüüpi alternatiivsete vooluallikate ning energiasalvestite (elektrilise kaksikkihi kondensaatorite ja hübriidkondensaatorite) konstrueerimiseks. Määratakse kindlaks erinevate materjalide elektrokeemilist käitumist kirjeldavad põhiparameetrid (null-laengupotentsiaal, ideaalse polariseeritavuse ala, piiriline Gibbsi adsorptsioon, adsorptsiooni Gibbsi vabaenergia, adsorptsiooni ja desorptsiooni relaksatsioonikonstandid, limiteeriva protsessi iseloom, RC-konstant, efektiivne poori ruumala, pooride mõõtmed ning nende jaotus suuruse järgi, energia- ja võimsustihedus jne.). Uuritakse erinevate suure eripinnaga süsinikelektrood (nanopoorne süsinik, teemandisarnane süsinik) | mittevesilahus piirpindade omadusi laias temperatuuride vahemikus. Uuritakse süsteemide nanopoorne metall | pindühend | orgaaniline elektrolüüt piirpindade pseudomahtuvuslikke ja elektrokineetilisi omadusi. Ellpool mainitud parameetreid kasutatakse poorsete elektroodide teooria arendamiseks, samuti elektrilise kaksikkihi kondensaatorite ja teiste elektrokeemiliste seadiste tehniliste parameetrite optimeerimiseks ja konstrueerimiseks.
The electrochemical properties of variously prepared nanoporous carbon, doped diamond-like carbon and metal | surface active compound thin-layer electrodes (electrochemically etched, electrochemically deposited as well as deposited from gases and colloid systems) with large specific surface area will be investigated by electrochemical impedance spectroscopy, chronoamperometry, chronopotentiometry, cyclic voltammetry, BET adsorption, scanning tunnelling and atomic force microscopy, electronmicroscopy, and other methods. Electrochemical behaviour of some new less-toxic solvents and solvent systems (mixtures) and electrolytes will be tested with the aim to use these in the electrochemical double layer capacitors, hybrid capacitors and other electrochemical devices. The various fundamental characteristics (zero charge potential, region of ideal polarizability, limiting Gibbs adsorption, adsorption Gibbs free energy, adsorption and diffusion relaxation times, nature of the limiting stadium, RC- constant, phase angle, effective pore volume, pore size and pore-size distribution, exchange current density, rate constant of heterogeneous reaction, power and energy densities and other parameters will be established and used for the future development of the theory for porous electrodes. Temperature dependence of nanoporous electrode | nonaqueous electrolyte solution interface will be studied. The nanoporous metal | surface active compound | electrolyte pseudocapacitive interfaces will be investigated. These fundamental parameters will be used for the future development and optimisation of technical parameters of the electrical double layer and hybrid capacitors and other electrochemical devices.