Het protocol beschrijft de evaluatie van verschillende elektrochemische eigenschappen van supercondensatoren met behulp van een drie-elektrodesysteem met een potentiostat-apparaat.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Evaluatie van de elektrochemische eigenschappen van supercondensatoren met behulp van het drie-elektrodesysteem
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Het drie-elektrodesysteem is een basis- en algemeen analytisch platform voor het onderzoeken van de elektrochemische prestaties en kenmerken van energieopslagsystemen op materiaalniveau. Supercondensatoren zijn een van de belangrijkste opkomende energieopslagsystemen die in het afgelopen decennium zijn ontwikkeld. Hier werden de elektrochemische prestaties van een supercondensator geëvalueerd met behulp van een drie-elektrodesysteem met een potentiostatapparaat. Het systeem met drie elektroden bestond uit een werkelektrode (WE), referentie-elektrode (RE) en tegenelektrode (CE). De WE is de elektrode waar de potentiaal wordt geregeld en de stroom wordt gemeten, en het is het doelwit van onderzoek. De RE fungeert als referentie voor het meten en regelen van de potentiaal van het systeem, en de CE wordt gebruikt om het gesloten circuit te voltooien om elektrochemische metingen mogelijk te maken. Dit systeem biedt nauwkeurige analyseresultaten voor het evalueren van elektrochemische parameters zoals de specifieke capaciteit, stabiliteit en impedantie door cyclische voltammetrie (CV), galvanostatische ladingsontlading (GCD) en elektrochemische impedantiespectroscopie (EIS). Verschillende experimentele ontwerpprotocollen worden voorgesteld door de parameterwaarden van de sequentie te regelen bij gebruik van een drie-elektrodesysteem met een potentiostaatapparaat om de elektrochemische prestaties van supercondensatoren te evalueren. Via deze protocollen kan de onderzoeker een systeem met drie elektroden opzetten om redelijke elektrochemische resultaten te verkrijgen voor het beoordelen van de prestaties van supercondensatoren.
Inleiding
Supercondensatoren hebben enorme aandacht getrokken als geschikte energiebronnen voor een verscheidenheid aan toepassingen, zoals micro-elektronische apparaten, elektrische voertuigen (EV's) en stationaire energieopslagsystemen. In EV-toepassingen kunnen supercondensatoren worden gebruikt voor snelle acceleratie en kunnen ze de opslag van regeneratieve energie mogelijk maken tijdens de vertragings- en remprocessen. In hernieuwbare energievelden, zoals zonne-energieopwekking1 enwindenergieopwekking 2, kunnen supercondensatoren worden gebruikt als stationaire energieopslagsystemen 3,4.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Fabricage van elektrode en supercondensator (figuur 1)
- Bereid de elektroden voorafgaand aan de elektrochemische analyse voor door 80 gewicht (wt)% van het actieve elektrodemateriaal (0,8 g actieve kool), 10 wt% van het geleidende materiaal (0,1 g roet) en 10 wt% van het bindmiddel (0,1 g polytetrafluorethyleen (PTFE)) te combineren.
- Laat isopropanol (IPA; 0,1-0,2 ml) in het bovengenoemde mengsel vallen en verdeel het mengsel vervolgens dun in een deeg met een roller.
- Voordat u de elektrode aan roestvrijstalen (SUS) gaas bevestigt, snijdt u het SUS-gaas tot afmet....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De elektroden werden vervaardigd volgens protocol stap 1 (figuur 1). Dunne en homogene elektroden werden bevestigd aan SUS-maas met een grootte van 1 cm2 en 0,1-0,2 mm dikte. Na het drogen werd het gewicht van de zuivere elektrode verkregen. De elektrode werd ondergedompeld in een 2 M H2SO4 waterige elektrolyt en de elektrolyt mocht de elektrode voldoende doordringen vóór de elektrochemische analyses. De productievolgorde en systeeminstelling voor de elektroc.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Deze studie biedt een protocol voor verschillende analyses met behulp van een drie-elektrode systeem met een potentiostat apparaat. Dit systeem wordt veel gebruikt om de elektrochemische prestaties van supercondensatoren te evalueren. Een geschikte volgorde voor elke analyse (CV, GCD en EIS) is belangrijk voor het verkrijgen van geoptimaliseerde elektrochemische gegevens. Vergeleken met het twee-elektrodesysteem met een eenvoudige opstelling, is het drie-elektrodesysteem gespecialiseerd voor het analyseren van superconde.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door het Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning (KETEP) en het ministerie van Handel, Industrie en Energie (MOTIE) van de Republiek Korea (nr. 20214000000280) en de Chung-Ang University Graduate Research Scholarship 2021.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Aktieve kool | GS | Actief materiaal | |
| Ag/AgCl elektrode | BASi | RE-5B | Referentie-elektrode |
| Kolen zwart | Hyundai | Leidingsmateriaal | |
| Exsiccator | Navimro | ||
| Elektrode persmachine | Rotech | ||
| Extractor | WonA Tech | Converteer programma (ruwe gegevens naar excel-formulier) | |
| Isopropanol (IPA) | Samchun | I0346 | Oplosmiddel om het bindmiddel te smelten |
| Polytetrafluorethyleen (PTFE) | Hyundai | Bindmiddel | |
| Potentiostaat | WonA Tech | Zive SP1 | |
| Pt elektrode | BASi | MW-018122017 | Tegenelektrode |
| Reactiekolf | Duran | Container voor elektrolyt | |
| SM6 | WonA Tech | Programma van instelsequentie en elektrochemisch resultaat meten | |
| Zwavelzuur | Samshun | S1423 | Elektrolyte |
| SUS-magazijn | Navimro | Stroomcollector | |
| Teflon dop | WonA Tech | Dop van de elektrolytcontiner | |
| Zman | WonA Tech | EIS-programma |
Referenties
- El-Kady, M. F., et al. Engineering three-dimensional hybrid supercapacitors and microsupercapacitors for high-performance integrated energy storage. Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (14), 4233(2015).
- Gee, A. M., Robinson, F. V. P., Dunn, R. W.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
