Niezawodna energia odnawialna – zastosowanie kondensatorów elektrochemicznych do gromadzenia energii elektrycznej

• Autorzy: Dettlaff A. , Wilamowska-Zawłocka M. , Klugmann-Radziemska E.

Warianty tytułu

EN

Reliable renewable energy – application of electrochemical capacitors for electrical energy storage

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono urządzenia służące do magazynowania energii, jakim są kondensatory elektrochemiczne, i przybliżono zasadę ich działania. Omówiono również najważniejsze materiały elektrodowe wykorzystywane w technologii wytwarzania superkondensatorów. W części doświadczalnej opisano badania własne nad nowym nanokompozytem składającym się z wielościennych nanorurek węglowych oraz polimeru przewodzącego, a także przedstawiono wyniki badań nad możliwością oraz zaletami zastosowania komercyjnych superkondensatorów do akumulowania energii elektrycznej wytworzonej w ogniwach fotowoltaicznych.

EN

This paper presents electrical energy storage devices such as electrochemical capacitors, their principle of operation and electrode materials most commonly used in their manufacturing technology. Moreover, our research on development of new nanocomposite materials based on multi-walled carbon nanotubes and conducting polymer is shown. Additionally, the possibility and advantages of application of supercapacitors for accumulation of electrical energy generated by photovoltaic cells are presented.

Słowa kluczowe

PL

superkondensatory; pseudopojemność; magazynowanie energii; energetyka alternatywna

EN

electrochemical capacitors; pseudocapacitance; energy storage devices; renewable energy

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 70, nr 5
• Strony: 247--254
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Dettlaff A.

• Katedra Aparatury i Maszynoznawstwa Chemicznego, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska, Gdańsk

autor

Wilamowska-Zawłocka M.

• Katedra Aparatury i Maszynoznawstwa Chemicznego, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska, Gdańsk

autor

Klugmann-Radziemska E.

• Katedra Aparatury i Maszynoznawstwa Chemicznego, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska, Gdańsk

Bibliografia

• 1. Conway B.E.: Electrochemical supercapacitors. Scientific fundamentals and technological applications. New York 1999.
• 2. Yu G., Xie X., Pan L., Bao Z., Cui Y.: Hybrid nanostructured materials for high-performance electrochemical capacitors. Nano Energy 2013, 2, 2, 213–234.
• 3. Holmberg S., Perebikovsky A., Kulinsky L., Madou M.: 3-D Micro and Nano Technologies for Improvements in Electrochemical Power Devices. Micromachines 2014, 5, 2, 171–203.
• 4. Bai X., Hu X., Zhou S., Yan J., Sun C., Chen P., Li L.: In situ polymerization and characterization of grafted poly (3,4-ethylenedioxythiophene)/multiwalled carbon nanotubes composite with high electrochemical performances. Electrochimica Acta 2013, 87, 394–400.
• 5. Merkoçi A., Pumera M., Llopis X., Pérez B., del Valle M., Alegret S.: New materials for electrochemical sensing VI: Carbon nanotubes. Trends in Analytical Chemistry 2005, 24, 9, 826–838.
• 6. Snook G.A., Kao P., Best A.S.: Conducting-polymer-based supercapacitor devices and electrodes. Journal of Power Sources 2011, 196, 1, 1–12.
• 7. Chen W., Xia C., Rakhi R.B., Alshareef H.N.: A general approach toward enhancement of pseudocapacitive performance of conducting polymers by redox-active electrolytes. Journal of Power Sources 2014, 267, 521–526.
• 8. Liu T., Finn L., Yu M., Wang H., Zhai T., Lu X., Tong Y., Li Y.: Polyaniline and polypyrrole pseudocapacitor electrodes with excellent cycling stability. Nanoletters 2014, 14, 5, 2522–7.
• 9. Wilamowska M., Lisowska-Oleksiak A.: Hybrid electrodes composed of electroactive polymer and metal hexacyanoferrates in aprotic electrolytes. Journal of Power Sources 2009, 194, 1, 112–117.
• 10. Wilamowska M., Lisowska-Oleksiak A.: Synthesis and electrochemical characterization of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) modified by iron hexacyanocobaltate. Solid State Ionics 2011, 188, 1, 118–123.
• 11. Reddy B.N., Deepa M., Joshi A.G.: Highly conductive poly(3,4-ethylenedioxypyrrole) and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) enwrapped Sb₂S₃ nanorods for flexible supercapacitors. Physical chemistry chemical physics 2014, 16, 5, 2062–71.
• 12. Ranjusha R., Sajesh K.M., Roshny S., Lakshmi V., Anjali P., Sonia T.S., Sreekumaran N.A., Subramanian K.R.V.: Supercapacitors based on freeze dried MnO₂ embedded PEDOT: PSS hybrid sponges. Microporous and Mesoporous Materials 2014, 186, 30–36
• 13. Moore J.J., Kang J.H., Wen J.Z.: Fabrication and characterization of single walled nanotube supercapacitor electrodes with uniform pores using electrophoretic deposition. Materials Chemistry and Physics 2012, 134, 1, 68–73.
• 14. Jin S.H., Cha S.I., Jun G.H., Oh J.Y., Jeon S., Hong S.H.: Non-covalently functionalized single walled carbon nanotube/poly (3,4–ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate) nanocomposites for organic photovoltaic cell. Synthetic Metals 2013, 181, 92–97.
• 15. Klumpp C., Kostarelos K., Prato M., Bianco A.: Functionalized carbon nanotubes as emerging nanovectors for the delivery of therapeutics. Biochimica et Biophysica Acta 2006, 1758, 404–412.
• 16. Chehimi M.M., Pinson J., Salmi Z.: Carbon nanotubes: surface modification and applications. Applied Surface Chemistry of Nanomaterials 2013, 95–143.
• 17. Rosca I.D., Watari F., Uo M., Akasaka T.: Oxidation of multiwalled carbon nanotubes by nitric acid. Carbon 2005, 43, 3124–3131.
• 18. Datsyuk V., Kalyva M., Papagelis K., Parthenios J., Tasis D., Siokou A., Kallitsis I., Galiotis C.: Chemical oxidation of multiwalled carbon nanotubes. Carbon 2008, 46, 833–840.
• 19. Basiuk E.V., Basiuk V.A., Meza-Laguna V., Contreras-Torres F.F., Martínez M., Rojas-Aguilar A., Salerno M., Zavala G., Falqui A., Brescia R.: Solventfree covalent functionalization of multi-walled carbon nanotubes and nanodiamond with diamines: Looking for cross-linking effects. Applied Surface Science 2012, 259, 465–476.
• 20. Zhong C., Gong S., Jin L., Li P., Cao Q.: Preparation of nitrogen-doped pitch-based carbon materials for supercapacitors. Materials Letters 2015, 156, 1–6.
• 21. Lin T., Bajpai V., Ji T., Dai L.: Chemistry of carbon nanotubes Australian. Journal of Chemistry 2003, 56, 7, 635–651.
• 22. Dettlaff A., Wilamowska M.: Electrochemical synthesis and characterization of nanocomposites based on poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and functionalized carbon nanotubes. Synthetic Metals 2016, 212, 31–43.
• 23. Grzesiak W., Maćków P., Piekarski J., Klugmann-Radziemska E., Grzesiak P.: Komercyjne moduły superkondensatorów. Wybrane zagadnienia aplikacyjne. Przegląd Elektrotechniczny 2013, 89, 10, 80–82.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.