Синтез полых углеродных нанооболочек и их применение для суперконденсаторов

Работа посвящена исследованию особенностей синтеза, описанию структуры и применению полых углеродных нанооболочек размером 3–5 nm. Синтез полых углеродных нанооболочек проводили методом термолиза смеси ацетата никеля и лимонной кислоты в температурном интервале 500–700$^\circ$C. В ходе химической реакции происходит образование зародышей никеля размером $\sim$3–5 nm, отделенных друг от друга углеродными слоями. При температуре отжига 600$^\circ$C образуется наиболее упорядоченная, плотноупакованная структура, равномерно распределенная по всему объему образца. В результате вытравливания никеля азотной кислотой были получены полые углеродные нанооболочки с высокой удельной площадью поверхности ($\sim$1200 m$^{2}$/g) и однородной структурой. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света показано, что графеноподобная структура углеродных нанооболочек до и после вытравливания никеля сохраняется, а их дефектность не увеличивается, что позволяет подвергать их новой обработке (функционализации) с целью получения дополнительных физических свойств. Полученные углеродные нанооболочки использовали в качестве активного материала электродов для суперконденсатора. Проведенные электрохимические измерения показали, что удельная емкость суперконденсатора не опускается ниже 100 F/g при плотности тока 600 mA/g после 800 циклов зарядки/разрядки.