Impedance investigation of activated carbon material modified by ultrasound treatment

• Autorzy: Ptashnyk W. , Bordun I. , Pohrebennyk V. , Takosoglu J. , Sadova M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.05.33

Warianty tytułu

PL

Badanie impedancji materiału z węgla aktywowanego zmodyfikowanego metodą ultradźwięków

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The influence of ultrasonic radiation in the cavitation regime on the properties of wood activated carbon has been studied. The optimum mode of ultrasound treatment that leads to increase of specific capacity of supercapacitors from 52 F/g to 151 F/g was determined. It was shown that ultrasound treatment does not cause significant changes in porous structure of activated carbon, but reduces the amount of surface groups. The impedance dependencies for the supercapacitors made both of the original and modified carbon have been analyzed. The equivalent electrical circuits modelling the impedance hodographs have been constructed. De Levie impedance model, modified by series connection of parallel RSCCSClinks, was used. It has been shown that ultrasonic radiation changes the properties of the surface and the Fermi level position shifts to the energy region with high states density of delocalised electrons.

PL

Badano wpływ promieniowania ultradźwiękowego w reżimie kawitacyjnym na właściwości węgla aktywnego drzewnego. Określono optymalny tryb leczenia ultrasonograficznego, który prowadzi do zwiększenia zdolności produkcyjnych superkondensatorów od 52 F / g do 151 F / g. Wykazano, że leczenie ultrasonograficzne nie powoduje istotnych zmian porowatej struktury węgla aktywnego, ale zmniejsza ilość grup powierzchniowych. Zależności impedancyjne dla superkondensatorów dokonano zarówno w oryginalnym, jak i modyfikowanym węglu. Zostały skonstruowane równoważne obwody elektryczne modelujące hodografy impedancji. Stosowano model impedancji De Levie, zmodyfikowany przez szeregowe połączenie równoległych łączników RSCCSC. Wykazano, że promieniowanie ultradźwiękowe zmienia właściwość powierzchni, a położenie poziomu Fermi przesuwa się do obszaru energetycznego z gęstą gęstością delokalizowanych elektronów.

Słowa kluczowe

EN

activated carbon; ultrasound; supercapacitor; Fermi level

PL

węgiel aktywowany; ultradźwięk; superkondensator; poziom Fermi

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 5
• Strony: 186--189
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ptashnyk W.

• Lviv National Agricultural University, Department of Electrotechnical Systems, ul. V. Velykogo, 1, 80381, Dubliany, Lviv, Ukraine

autor

Bordun I.

• Lwow National University of Technology, Department of Applied Physics and Nanofed Science, ul. Kn. Romana str., 5, 79005, Lviv, Ukraine

autor

Pohrebennyk V.

• Lviv National Technical University, Institute for Sustainable Development, im. V. Chornovila, ul. Gen. Chyprunki, 130, 790057, Lviv, Ukraine
• State Higher Vocational School, Staszica Str. 1, Nowy Sacz, 33-300, Poland

autor

Takosoglu J.

• Swietokrzyska University of Technology, Faculty of Mechatronics and Machine Building, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314, Kielce

autor

Sadova M.

• Lviv National University of Technology, Department of Applied Physics and Nanofed Science, ul. Kn. Romana str., 5, 79005 Lviv, Ukraine

Bibliografia

• [1] CONWAY B. E., Electrochemical Supercapacitors. Scientific Fundamentals and Technological Applications, Kluwer Academic / Plenum Publishers, New York, 1999.
• [2] PATIL P. G., VENKATESHWARLU K., PATE M. T., IJSETR, 4 (2015), 589.
• [3] BURKE A., ZHAO H. Applications of Supercapacitors in Electric and Hybrid Vehicles, in: Research Report – UCD-ITS-RR-1509, 2015, p. 15
• [4] KOCZARA W., CHŁODNICKI Z., AL-KHAYAT N., Przegląd Elektrotechniczny, 83 (2007), 1
• [5] REGISSER F., LAVOIE M.-A., CHAMPAGNE G. Y., BELANGER D., J. Electroanal. Chem., 415 (1996), 47.
• [6] ADINAVEEN T., VIJAYA J., SIVAKUMAR R., KENNEDY L., Mater. Sci.-Poland, 34 (2016), 302.
• [7] VENHRYN B. YA., GRYGORCHAK I. I., KULYK YU. O., MUDRY S. I., STRELCHUK V., BUDZULYAK S., DOVBESHKO G., FESENKO O., Mater. Sci.-Poland, 32 (2014), 272.
• [8] BORDUN I., PTASHNYK V., SADOVA M., Acta facultatis studiorum humanitatis et naturae universitatis Presoviensis, 43 (2016), 197.
• [9] GOERTZEN S. L. THERIAULT K. D., OICKLE A. M., Carbon, 48 (2010), 1252.
• [10] DOOSTI M. R., KARGAR R., SAYADI M. H., Proc. Int. Acad. Ecol. Environ. Sci., 2 (2012), 96.
• [11] CENTENO T. A., STOECKLI F., Electrochim. Acta, 52 (2006), 560.
• [12] NAKAMURA M., NAKANISHI M., YAMAMOTO K., J. Power Sources, 60 (1996), 225.
• [13] SHVETS R. YA., GRIGORCHAK I. I., BORISYUK A. K., SHVACHKO S. G., KONDYIR A. I., BALUK V. I., KUREPA A. S., RACHIY B. I., Solid State Phys., 56 (2014), 1957.
• [14] GERISCHER H., MCINTYER R., SCHERSON D., STORCK W., J. Phys. Chem., 91 (1987), 1930.
• [15] GRYGLEWICZ G., MACHNIKOWSKI J., LORENCGRABOWSKA E., LOTA G., FRACKOWIAK E., Electrochim. Acta, 50 (2005), 1197.
• [16] STOYNOV Z. B., GRAFOV B. M., SAVVOVA-STOYNOVA B., ELKIN V. V., Electrochemical іmpedans, Nauka, Moscow, 1991.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).