Протокол описывает оценку различных электрохимических свойств суперконденсаторов с использованием трехэлектродной системы с потенциостатным устройством.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Оценка электрохимических свойств суперконденсаторов с использованием трехэлектродной системы
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Трехэлектродная система является базовой и общеаналитической платформой для исследования электрохимических характеристик и характеристик систем накопления энергии на материальном уровне. Суперконденсаторы являются одной из самых важных новых систем хранения энергии, разработанных за последнее десятилетие. Здесь электрохимические характеристики суперконденсатора оценивали с помощью трехэлектродной системы с потенциостатным устройством. Трехэлектродная система состояла из рабочего электрода (WE), электрода сравнения (RE) и встречного электрода (CE). WE - это электрод, где контролируется потенциал и измеряется ток, и он является целью исследования. ВИЭ выступает в качестве эталона для измерения и контроля потенциала системы, а CE используется для завершения замкнутого контура для обеспечения электрохимических измерений. Эта система обеспечивает точные аналитические результаты для оценки электрохимических параметров, таких как удельная емкость, стабильность и импеданс с помощью циклической вольтамперометрии (CV), гальваностатического заряда-разряда (GCD) и электрохимической импедансной спектроскопии (EIS). Предложено несколько протоколов экспериментального проектирования путем контроля значений параметров последовательности при использовании трехэлектродной системы с потенциостатным устройством для оценки электрохимических характеристик суперконденсаторов. С помощью этих протоколов исследователь может настроить трехэлектродную систему для получения разумных электрохимических результатов для оценки производительности суперконденсаторов.
Введение
Суперконденсаторы привлекли огромное внимание в качестве подходящих источников питания для различных применений, таких как микроэлектронные устройства, электромобили (EV) и стационарные системы хранения энергии. В приложениях EV суперконденсаторы могут использоваться для быстрого ускорения и могут обеспечивать накопление регенеративной энергии во время процессов замедления и торможения. В областях возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия1 и ветровая энергия2, суперконденсаторы могут использоваться в качестве стационарных систем хранения энергии 3,4
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Изготовление электрода и суперконденсатора (Рисунок 1)
- Подготовьте электроды перед электрохимическим анализом, объединив 80 масс.(мас.)% активного материала электрода (0,8 г активированного угля), 10 мас.% проводящего материала (0,1 г технического углерода) и 10 мас.% связующего вещества (0,1 г политетрафторэтилена (PTFE)).
- Капли изопропанол (IPA; 0,1-0,2 мл) в вышеупомянутую смесь, затем тонко распределите смесь в тесто с помощью валика.
- Перед прикреплением электрода к сетке из нержавеющей стали (SUS) отрежьте сетку SUS до размеров 1,5 см (ширина) × 5 см (длина....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Электроды изготавливались по протоколу этапа 1 (фиг.1). Тонкие и однородные электроды крепились к сетке SUS размером 1см2 и толщиной 0,1-0,2 мм. После высыхания был получен вес чистого электрода. Электрод погружали в водный электролит 2 M H2SO4, и электролиту позволяли достаточно проникнуть в электрод перед электрохимическим анализом. Производственная последовательность и настройка системы для электрохимических измерений выполнялись в соответствии с протоколь.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Это исследование обеспечивает протокол для различных анализов с использованием трехэлектродной системы с устройством потенциостата. Эта система широко используется для оценки электрохимических характеристик суперконденсаторов. Подходящая последовательность для каждого анализа (CV, GCD и EIS) важна для получения оптимизированных электрохимических данных. По сравнению с двухэлектродной системой, имеющей простую настройку, трехэлектродная система специализируется на анализе суперконденсаторов на уровне материала
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Эта работа была поддержана Корейским институтом оценки и планирования энергетических технологий (KETEP) и Министерством торговли, промышленности и энергетики (MOTIE) Республики Корея (No 20214000000280), а также стипендией Chung-Ang University Graduate Research Scholarship 2021.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Активированный уголь | GS | Активный материал | |
| Ag/AgCl электрод | BASi | RE-5B | Электрод |
| сравнения Черный углерод Hyundai | Проводящий материал | Десикатор | |
| Navimro | |||
| Прессовая машина | Rotech | ||
| Экстрактор | WonA Tech | Конвертировать программу (исходные данные в excel форму) | |
| Изопропанол(IPA) | Samchun | I0346 | Растворитель для плавления связующего |
| Политетрафторэтилен (ПТФЭ) | Hyundai | Binder | |
| Potentiostat | WonA Tech | Zive SP1 | |
| Pt электрод | BASi | MW-018122017 | Счетчик электродов |
| Реакционная колба | Duran | Container для электролита | |
| SM6 | WonA Tech | Программа установки последовательности и измерения электрохимического результата | |
| Серная кислота | Samshun | S1423 | Электролит |
| SUS сетка | Navimro | Токосъемник | |
| Тефлоновый колпачок | WonA Tech | Cap электролитного континера | |
| Zman | WonA Tech | программа EIS |
Ссылки
- 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.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
