Search

The present study is devoted to an attempt to improve the characteristics of nickel hydroxide electrochromic films. The study of optical and electrochemical characteristics of the films, prepared through the codeposition of nickel and aluminum and additional modification during the cycling of the prepared samples was conducted. The modification was realized through the cycling of films in the solution of potassium hydroxide with small amounts of potassium tungstate.Over the course of the study, a series of films were obtained, which demonstrated different electrochemical and optical behavior. Thus, it was found that both the deposition method and the cycling regime have a significant effect on the characteristics of electrochromic films.It is shown that for the potentiodynamic regime, the best characteristics were demonstrated by the film without modifications or additives. On the other hand, all modified films, codeposited with aluminum, demonstrated better characteristics in galvanostatic regimes over the reference film. It would appear that this is due to the physico-chemical features of the films deposited in the presence of additives.In turn, the use of high-rate cycling regime leads to a decrease of electrochromic characteristics, namely higher degree of irreversibility. Despite the difference of currents in different galvanostatic regimes by 4 times, the coloration degree did not differ much.It was also found that the presence of 0.3 mM potassium tungstate in the cycling electrolyte resulted in a significant decrease in the electrochromic properties of the samples, Представленное исследование посвящено попытке улучшения удельных характеристик электрохромных пленок, основанных на гидроксиде никеля. В работе проведено исследование оптических и электрохимических характеристик пленок, полученных через соосаждение с никеля с алюминием и дополнительную модификацию при циклировании полученных образцов. Модификация была реализована через циклирование пленок в растворах гидроксида калия, содержащих вольфрамат калия в малых количествах.В результате проведения исследовательской работы была получена серия пленок, которые демонстрировали абсолютно разное электрохимическое поведение и отличались по своим оптическим характеристикам. Таким образом было выяснено, что как способ получения, так и режим циклирования, значительно влияют на удельные характеристики электрохромных пленок.Показано, что в потенциодинамическом режиме пленка, полученная без добавок и модификации, показала наилучшие характеристики. С другой стороны, все модифицированные пленки, соосажденные с алюминием, показали высокие характеристики в гальваностатических режимах по сравнению с эталонной электрохромной пленкой. По-видимому, это связано с особенностями физико-химических свойств пленок, получаемых в присутствии добавок.В свою очередь, использование высокоскоростного режима затемнения приводило к ухудшению электрохромных характеристик, в частности к необратимости при осветлении. При этом, несмотря на отличие токов в разных гальваностатических режимах в 4 раза, глубина затемнения пленок отличалась незначительно.Было также показано, что концентрация 0,3 мМ вольфрамата калия в электролите циклирования приводит к значительному ухудшению электрохромных свойств образцов, Представлене дослідження присвячене спробі поліпшення питомих показників електрохромних плівок на основі гідроксиду нікелю. У роботі проведено дослідження оптичних та електрохімічних характеристик плівок, отриманих через співосадження нікелю з алюмінієм і додаткову модифікацію при циклуванні отриманих зразків. Модифікація була реалізована через циклування плівок в розчинах гідроксиду калію, що містять вольфрамат калію в малих кількостях.У результаті проведення дослідницької роботи була отримана серія плівок, які демонстрували абсолютно різну електрохімічну поведінку і відрізнялися за своїми оптичними характеристиками. Таким чином було з'ясовано, що спосіб отримання і режим циклування значно впливають на питомі характеристики електрохромних плівок.Показано, що у потенціодінамічному режимі плівка, отримана без добавок і модифікацій, показала найкращі характеристики. З іншого боку,, всі модифіковані плівки, співосадженні з алюмінієм, показали високі характеристики в гальваностатичних режимах, порівняно з еталонною електрохромною плівкою. Скоріш за все, це пов'язано з особливостями фізико-хімічних властивостей плівок, одержаних в присутності добавок.У свою чергу, використання швидкісного режиму затемнення призводило до погіршення електрохромних характеристик, зокрема до незворотності при освітленні. При цьому, незважаючи на відмінність струмів у різних гальваностатичних режимах в 4 рази, глибина затемнення плівок відрізнялася незначно.Було також показано, що концентрація 0,3 мМ вольфрамату калію у електроліті циклування призводить до значного погіршення електрохромних властивостей зразків

Layered double hydroxides with different ratios of nickel and aluminum in the presence of Ag + ions and without silver have been synthesized: Ni: Al – 80 %: 20 %, Ni: Al: Ag – 80 %: 15 %: 5 % and 75 %: 15 %: 5 %. The obtained nickel hydroxide powders have a structure similar to α-Ni(OH)2 with a large number of crystal lattice defects. As a result of galvanostatic charge-discharge cycling, it was revealed that the addition of silver in the chemical synthesis stage increases the hydroxide utilization coefficient at fast discharges but decrease it at slow discharges. A possible mechanism that explains the influence of added silver during synthesis on discharge characteristics of hydroxide powders was proposed. The mechanism is that silver oxide, which is a semiconductor, is mixed with hydroxide and increases the specific conductivity of the powder. Increased electrical conductivity has a positive effect on charge effectiveness, because the initial phase has lower electrical conductivity than the oxidized form – NiOOH. Because the charge involves two processes – the main process of active material charging and evolution of molecular oxygen, the electrical conductivity would play a key role in the electrode charging. At low electrical conductivity and fast charge, the current would primarily be consumed by the side process of oxygen evolution. In case of slow charges, additional electrical conductivity due to the presence of silver oxide would not have a great effect on charge effectiveness, because under such conditions the own conductivity of hydroxide is sufficient. Additionally, the presence of silver oxide would decrease the hydroxide content, which in turn would decrease the utilization coefficient that is calculated from the total mass of the powder., Были синтезированы двойные слоистые гидроксиды с различным соотношением никеля и алюминия в присутствии ионов Ag + и без серебра: Ni: Al – 80%: 20%, Ni: Al: Ag – 80%: 15%: 5% и 75%: 15%: 5%. Полученные порошки гидроксидов никеля имели структуру подобную α-модификации Ni(OH)2 с большим количеством дефектов кристаллической решетки. В результате проведенных экспериментов по гальваностатическому зарядно-разрядному циклированию было показано, что добавление серебра при химическом синтезе увеличивает коэффициент использования гидроксида при быстрых зарядах, но уменьшает его при медленных. Также был предложен возможный механизм, объясняющий влияние добавления ионов серебра при синтезе на разрядные характеристики порошков гидроксидов. Механизм заключается в том, что оксид серебра, который является полупроводником, перемешан с гидроксидом и увеличивает удельную электропроводность порошка. Увеличение электропроводности при быстрых зарядах положительно влияет на эффективность заряда, поскольку начальная фаза имеет меньшую электропроводность, чем окисленная форма – NiOOH. Поскольку во время заряда имеют место два процесса – основной процесс заряда активного вещества и побочный выделения молекулярного кислорода, электропроводность будет играть решающую роль при заряде электрода. При малой электропроводности активного вещества и быстром режиме заряда, ток будет идти преимущественно на побочный процесс выделения кислорода. В случае медленных зарядов наличие дополнительной электропроводности за счет присутствия оксида серебра не так сильно влияет на эффективность заряда, поскольку в таких условиях разряда достаточно собственной электропроводности гидроксида. При этом наличие оксида серебра будет уменьшать количество гидроксида, что в свою очередь будет уменьшать коэффициент использования, который рассчитывается на общую массу порошка, Було синтезовано подвійні шаруваті гідроксиди з різним співвідношенням нікелю та алюмінію у присутності іонів Ag+ та без срібла: Ni: Al – 80 % : 20 %, Ni : Al : Ag – 80 % : 15 % : 5 % та 75 % : 15 % : 5 %. Отримані порошки гідроксидів нікелю мали структуру подібну до α-модифікації Ni(OH)2 з великою кількістю дефектів кристалічної решітки. У результаті проведених експериментів з гальваностатичного зарядно-розрядного циклування було показано, що додавання срібла при хімічному синтезі збільшує коефіцієнт використання гідроксиду при швидких зарядах, але зменшує його при повільних. Також було запропоновано можливий механізм, що пояснює вплив додавання іонів срібла при синтезі на розрядні характеристики порошків гідроксидів. Механізм полягає у тому, що оксид срібла, який є напівпровідником, розпорошений у гідроксиді та збільшує питому електропровідність порошку. Збільшення електропровідності при швидких зарядах позитивно впливає на ефективність заряду оскільки початкова фаза має меншу електропровідність, ніж окиснена форма – NiOOH. Оскільки під час заряду йде паралельно два процеси – основний процес зарядження активної речовини та побічний виділення молекулярного кисню, електропровідність буде грати вирішальну роль при заряді електроду. При малій електропровідності активної речовини та швидкому режимі заряду, струм буде йти здебільше на побічний процес виділення кисню. У випадку повільних зарядів наявність додаткової електропровідності за рахунок присутності оксиду срібла не так сильно впливає на ефективність заряду, оскільки в таких умовах розряду достатньо власної електропровідності гідроксиду. При цьому наявність оксиду срібла буде зменшувати кількість гідроксиду, що в свою чергу буде зменшувати коефіцієнт використання, який розраховується на загальну масу порошку