Protokol, bir potansiyostat cihazına sahip üç elektrotlu bir sistem kullanılarak süper kapasitörlerin çeşitli elektrokimyasal özelliklerinin değerlendirilmesini açıklar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Üç Elektrot Sistemi Kullanılarak Süper Kapasitörlerin Elektrokimyasal Özelliklerinin Değerlendirilmesi
Bu makalede
Özet
Özet
Üç elektrotlu sistem, malzeme seviyesinde enerji depolama sistemlerinin elektrokimyasal performansını ve özelliklerini araştırmak için temel ve genel bir analitik platformdur. Süper kapasitörler, son on yılda geliştirilen en önemli enerji depolama sistemlerinden biridir. Burada, bir süper kapasitörün elektrokimyasal performansı, bir potansiyostat cihazına sahip üç elektrotlu bir sistem kullanılarak değerlendirildi. Üç elektrotlu sistem, bir çalışma elektrodu (WE), referans elektrodu (RE) ve karşı elektrottan (CE) oluşuyordu. BİZ, potansiyelin kontrol edildiği ve akımın ölçüldüğü elektrottur ve araştırmanın hedefidir. RE, sistemin potansiyelini ölçmek ve kontrol etmek için bir referans görevi görür ve CE, elektrokimyasal ölçümleri etkinleştirmek için kapalı devreyi tamamlamak için kullanılır. Bu sistem, siklik voltametri (CV), galvanostatik yük-deşarj (GCD) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) yoluyla spesifik kapasitans, stabilite ve empedans gibi elektrokimyasal parametreleri değerlendirmek için doğru analitik sonuçlar sağlar. Süper kapasitörlerin elektrokimyasal performansını değerlendirmek için potansiyostat cihazına sahip üç elektrotlu bir sistem kullanıldığında dizinin parametre değerlerini kontrol ederek çeşitli deneysel tasarım protokolleri önerilmektedir. Bu protokoller sayesinde, araştırmacı süper kapasitörlerin performansını değerlendirmek için makul elektrokimyasal sonuçlar elde etmek için üç elektrotlu bir sistem kurabilir.
Giriş
Süper kapasitörler, mikroelektronik cihazlar, elektrikli araçlar (EV'ler) ve sabit enerji depolama sistemleri gibi çeşitli uygulamalar için uygun güç kaynakları olarak büyük ilgi görmüştür. EV uygulamalarında, süper kapasitörler hızlı hızlanma için kullanılabilir ve yavaşlama ve frenleme işlemleri sırasında rejeneratif enerjinin depolanmasını sağlayabilir. Güneş enerjisi üretimi1 ve rüzgar enerjisi üretimi2 gibi yenilenebilir enerji alanlarında, süper kapasitörler sabit enerji depolama sistemleri olarak kullanılabilir 3,4. Yenilenebilir enerji üretimi, bu enerji ....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
1. Elektrot ve süper kapasitör imalatı (Şekil 1)
- Elektrokimyasal analizden önce, elektrot aktif malzemesinin ağırlıkça (ağırlıkça% 80 (0.8 g aktif karbon), iletken malzemenin ağırlıkça% 10'unu (0.1 g karbon siyahı) ve bağlayıcının% 10'unu (0.1 g politetrafloroetilen (PTFE)) birleştirerek elektrotları hazırlayın.
- İzopropanolü (IPA; 0.1-0.2 mL) yukarıda belirtilen karışıma bırakın, ardından karışımı bir rulo ile ince bir hamura yayın.
- Elektrodu paslanmaz çelik (SUS) ağa takmadan önce, SUS ağını 1,5 cm (genişlik) × 5 cm (uzunluk) boyutlarına kesin. SUS ağını tarttıkta....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Elektrotlar protokol adım 1'e göre üretilmiştir (Şekil 1). İnce ve homojen elektrotlar, SUS ağına 1cm2 boyutunda ve 0.1-0.2 mm kalınlığında tutturuldu. Kuruduktan sonra, saf elektrotun ağırlığı elde edildi. Elektrot, 2 MH2SO4 sulu bir elektrolit içine daldırıldı ve elektrolitin, elektrokimyasal analizlerden önce elektrota yeterince nüfuz etmesine izin verildi. Elektrokimyasal ölçümler için üretim sırası ve sistem ayarı, protokol adımları 2 ve 3'e göre gerçekl.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Bu çalışma, potansiyostat cihazı ile üç elektrotlu bir sistem kullanılarak çeşitli analizler için bir protokol sunmaktadır. Bu sistem, süper kapasitörlerin elektrokimyasal performansını değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Her analiz için uygun bir dizi (CV, GCD ve EIS), optimize edilmiş elektrokimyasal veriler elde etmek için önemlidir. Basit bir kuruluma sahip iki elektrotlu sistemle karşılaştırıldığında, üç elektrotlu sistem, malzeme seviyesi15'teki süper kapasitörleri analiz etm.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.
Teşekkürler
Bu çalışma, Kore Enerji Teknolojisi Değerlendirme ve Planlama Enstitüsü (KETEP) ve Kore Cumhuriyeti Ticaret, Sanayi ve Enerji Bakanlığı (MOTIE) (No. 20214000000280) ve Chung-Ang Üniversitesi Lisansüstü Araştırma Bursu 2021 tarafından desteklenmiştir.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Aktif karbon | GS | Aktif malzeme | |
| Ag / AgCl elektrot | BASi | RE-5B | Referans elektrot |
| Karbon siyahı | Hyundai | İletken malzeme | |
| Kurutucu | Navimro | ||
| Elektrot presleme makinesi | Rotech | ||
| Extractor | WonA Tech | Programı dönüştürün (ham verileri excel formuna dönüştürün) | |
| İzopropanol (IPA) | Samchun | I0346 | Bağlayıcıyı eritmek için |
| çözücü Politetrafloroetilen (PTFE) | Hyundai | Bağlayıcı | |
| Potansiyostat | WonA Tech | Zive SP1 | |
| Pt elektrot | BASi | MW-018122017 | Karşı elektrot |
| Reaksiyon şişesi | Duran | Konteyner elektrolit | |
| SM6 | için WonA Tech | Elektrokimyasal sonucun ayarlanması ve ölçülmesi programı | |
| Sülfürik asit | Samshun | S1423 | Elektrolit |
| SUS ağı | Navimro | Akım toplayıcı | |
| Teflon kapak | kontinatörünün | WonA Tech | |
| Zman | WonA Tech | EIS programı |
Kaynaklar
- 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.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
