Optimiranje sastava elektroda s aktivnim ugljikom kao aktivnim materijalom za primjenu u superkondenzatorima

diplomski rad

• Naslov (engleski): Optimization of the content of active carbon electrodes for supercapacitors
• Autor: Ana Marija Damjanović
• Mentor: Zoran Mandić (mentor)
• Član povjerenstva: Zoran Mandić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Suzana Sopčić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Vilko Mandić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2017-11-29, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo; Kemijsko inženjerstvo u razvoju materijala

Sažetak

Tema ovog diplomskog rada je optimiziranje sastava elektroda s aktivnim ugljikom kao aktivnim materijalom za primjenu u superkondenzatorima. Ovaj rad obuhvaća pripravu samog elektrodnog materijala od osnovnih sastavnih materijala kao što su: aktivni ugljik, acetilensko crnilo i vezivo i elektrokemijsko testiranje pripravljenih superkondenzatora. Optimizacija elektrodnog materijala provedena je tako što su pripravljene elektrode različitog sastava obzirom na udio osnovnih, prethodno navedenih komponenti. Osim promjene u sastavu elektrodnog materijala, također su provedena mjerenja s različitom debljinom elektrodnog materijala i separatora. Za testiranje svojstava pripravljenih superkondenzatora korištene su sljedeće elektrokemijske metode: ciklička voltametrija, metoda punjenja i pražnjenja superkondenzatora konstantom strujom i metoda četiri točke. Uz navedene metode, provedena su dodatna mjerenja pretražnim elektronskim mikroskopom za utvrđivanje same morfologije elektroda kao i Fourier transformirana infracrvena spektroskopija za utvrđivanje kemijskog sastava korištenih aktivnih ugljika. Rezultati dobiveni kroz provedena testiranja pokazuju da sam sastav elektrodnog materijala znatno ne utječe na izvedbu superkondenzatora. Međutim, pokazalo se kako superkondenzator sa dvostruko debljom negativnom elektrodom ima bolju izvedbu od superkondenzatora s obje tanje elektrode. Što se tiče separatora, dobiveni rezultati pokazali su jednaku izvedbu superkondenzatora bez obzira na debljinu istog.

Sažetak (engleski)

The topic of this master thesis is the optimization of activated carbon based electrode material for supercapacitor applications. The thesis includes preparation of active electrode material ink that is made of activated carbon, carbon black and a binder, as well as the testing of electrochemical performance of prepared supercapacitors. The ink optimization was conducted in such a way that the basic component ratio was varied. Additional optimization was achieved with different electrode material and separator thicknesses. For electrochemical testing of supercapacitors the following methods were used: cyclic voltammetry, constant current charge/discharge and four-points method for conductivity determination. Apart from these methods, we used scanning electron microscope in order to better understand electrode material surface and Fourier transformed infrared spectroscopy to determine the chemical composition of the activated carbons that were used for the testing. The results showed that ratio of compounds used for electrode material does not have an effect on its performance. However, it is shown that the supercapacitor with a negative electrode, which was twice as thick as a positive electrode, has better performance compared to the supercapacitors with electrodes of the same thicknesses. The results obtained for the supercapacitors with different thicknesses of the separator show that the separator thickness did not have an effect on the ohmic resistance of supercapacitors.

• Ključne riječi: superkondenzator; aktivni ugljik; ciklička voltametrija; punjenje/pražnjenje konstantnom strujom
• Ključne riječi (engleski): supercapacitor; activated carbon; cyclic voltammemtry; constant current charge/discharge
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:198136
• Studijski program: Naziv: Primijenjena kemija; smjerovi: Kemija u zaštiti okoliša i izvori energije, Specifični materijali i napredne tehnologije, Primijenjena organska kemija; Smjer: Specifični materijali i napredne tehnologije; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra primijenjene kemije (mag. appl. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2020-05-07 10:42:51