Kondensator podwójnej warstwy elektrycznej z niepalnym elektrolitem ciecz jonowa/sulfolan do aplikacji w temperaturach do 90°C

Jakóbczyk, P.; Kurc, B.

doi:10.15199/62.2015.12.37

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Kondensator podwójnej warstwy elektrycznej z niepalnym elektrolitem ciecz jonowa/sulfolan do aplikacji w temperaturach do 90°C

Autorzy

Jakóbczyk P. , Kurc B.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

przemchem.pl

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2015.12.37

Warianty tytułu

An electrochemical double-layer capacitor with a non-flammable ionic liquid-sulfolane electrolyte to applications at temperatures to 90°C

Języki publikacji

Abstrakty

Przedstawiono analizę elektrochemiczną symetrycznego kondensatora elektrochemicznego zbudowanego z dwóch elektrod z tkaniny z węgla aktywnego ACC-507-25 firmy Kynol® i mieszaniny cieczy jonowej i sulfolanu (TMS) jako elektrolitu. Kondensator ten poddano procesowi cyklicznego ładowania/rozładowania do napięcia 2,5 V w 90°C (1000 cykli) i nie zauważono zmiany oporności układu. Wskazuje to na dużą stabilność i trwałość pracy kondensatora z zastosowaniem tego elektrolitu. Największa uzyskana wartość wyrażenia I/dU/dt to ok. 160 F/g dla prądu o wartości 5 mA; dla prądu 10 mA i 50 mA uzyskano odpowiednio 155 F/g i 110 F/g. Duża trwałość i ilość zgromadzonej energii pozwalają stwierdzić, że badany układ jest odpowiedni do pracy w wysokiej temperaturze (≤90°C).

The electrolytes were prepd. by dissolving sulfolane (10–60%) in the N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis(trifluoro-methanesulfonyl)imide (MPPyrNtf₂) ionic liq. at 35°C and used for impregnating a com. C fiber fabric. A separator was made of glass fibers. The set was placed in 0.5 inch type Swagelok connector. The capacitor (MPPyrNTf₂ to sulfolane ratio 1:1) was subjected to a cyclic charging/ discharging (1000 cycles) at 25°C or 90°C and 2.5 V. The decrease of capacity was 10–15% at 25°C and 5–8% at 90°C. The highest sp. capacity (160 F/g) was reached for 5 mA.

Słowa kluczowe

kondensator elektrochemiczny kondensator elektrolity

electrochemical capacitor capacitor electrolytes

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Przemysł Chemiczny

Rocznik

2015

Tom

T. 94, nr 12

Strony

2270--2274

Opis fizyczny

Bibliogr. 54 poz., wykr.

Twórcy

autor

Jakóbczyk P.

pawel.jakobczyk@put.poznan.pl

Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska, ul. Berdychowo 4, 60-969 Poznań

autor

Kurc B.

Politechnika Poznańska

Bibliografia

1. J.R. Miller, P. Simon, Science 2008, 321, 651.
2. R. Kotz, M. Carlen, Electrochim. Acta 2000, 45, 2483.
3. A. Burke, J. Power Sources 2000, 91, 37.
4. M. Mastragostino, C. Arbizzani, F. Soavi, [w:] Advances in lithium-ion batteries (red. W.A. Van Schalkwijk, B. Scrosati), rozdz. 16, Kluwer Academic Publishers/Plenum Press, New York 2002.
5. R.J. Brodd, K.R. Bullock, R.A. Leising, R.L. Middaugh, J.R. Miller, E. Takeuchi, J. Electrochem. Soc. 2004, 151, K1.
6. A. Rufer, IEEE Trans. Power Deliv. 2004, 19, 629.
7. P. Rodatz, G. Paganelli, A. Sciarretta, L. Guzzella, Control. Eng. Pract. 2005, 13, 41.
8. A.A.J. Torriero, A.I. Siriwardana, A.M. Bond, I.M. Burgar, N.F. Dunlop, G.B. Deacon, D.R. MacFarlane, J. Phys. Chem. B 2009, 113, 11222.
9. J. Zhang, A. Bond, Analyst 2005, 130, 1132.
10. M.J.A Shiddiky, A.A.J. Torriero, C. Zhao, I. Burgar, G. Kennedy, A.M. Bond, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7976.
11. M.J.A. Shiddiky, A.A.J. Torriero, J.M. ReynaGonzález, A.M. Bond, Anal. Chem. 2010, 82, 1680.
12. H. Liu, Y. Liu, J. Li, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 1685.
13. K. Liu, J. Zhang, G. Yang, C. Wang, J.-J. Zhu, Electrochem. Commun. 2010, 12, 402.
14. M.J.A. Shiddiky, A.A.J. Torriero, Biosensors Bioelectronics 2011, 26, 1775.
15. A.B. McEwen, H.L. Ngo, K. Le Compte, J.L. Goldman, J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 1687.
16. A.B. McEwen, S.F. McDevitt, V.R. Koch, J. Electrochem. Soc. 1997, 144, L84.
17. A. Lewandowski, M. Galiński, J. Phys. Chem. Solids 2004, 65, 281.
18. J.N. Barisci, G.G. Wallace, D.R. MacFarlane, R.H. Baughman, Electrochem. Commun. 2004, 6, 22.
19. T. Sato, G. Masuda, K. Takagi, Electrochim. Acta 2004, 49, 3603.
20. G.-H. Sun, K.-X. Li, Ch.-G. Sun, J. Power Sources 2006, 162, 1444.
21. N. Nanbu, T. Ebina, H. Uno, S. Ishizawa, Y. Sasaki, Electrochim. Acta 2006, 52, 1763.
22. K. Yuyama, G. Masuda, H. Yoshida, T. Sato, J. Power Sources 2006, 162, 1401.
23. C.O. Ania, J. Pernak, F. Stefaniak, E. Raymundo-Pinero, F. Beguin, Carbon 2006, 44, 3126.
24. B. Xu, F. Wu, R. Chen, G. Cao, S. Chen, G. Wang, Y. Yang, J. Power Sources 2006, 158, 773.
25. A. Lewandowski, A. Olejniczak, J. Power Sources 2007, 172, 487.
26. A. Jarosik, S.R. Krajewski, A. Lewandowski, P. Radzimski, J. Mol. Liq. 2006, 123, 43.
27. M. Galinski, A. Lewandowski, I. Stepniak, Electrochim. Acta 2006, 51, 5567.
28. T. Yim, H.Y. Lee, H.-J. Kim, J. Mun, S. Kim, S.M. Oh, Y.G. Kim, Bull. Korean Chem. Soc. 2007, 28, 1567.
29. H. Sakaebe, H. Matsumoto, Electrochem. Commun. 2003, 5, 594.
30. N. Handa, T. Sugimoto, M. Yamagata, M. Kikuta, M. Kono, M. Ishikawa, J. Power Sources 2008, 185, 1585.
31. K. Matsumoto, R. Hagiwara, R. Yoshida, Y. Ito, Z. Mazej, P. Benkič, B. Žemva, O. Tamada, H. Yoshino, S. Matsubara, Dalton Trans. 2004, 1, 144.
32. T. Nishida, Y. Tashiro, M. Yamamoto, J. Fluorine Chem. 2003, 120, 135.
33. M. Ue, K. Ida, S. Mori, J. Electrochem. Soc. 1994, 141, 2989.
34. D. Dobos, Electrochemical Data, Ein Handbuch für Elektroniker in der Industrie und an den Universitäten, Akademiai Kiado, Budapest 1975.
35. M. Watanabe, S. Yamada, N. Ogata, Electrochim. Acta 1995, 40, 2285.
36. J. Fuller, A.C. Breda, R.T. Carlin, J. Electrochem. Soc. 1997, 144, L67.
37. J. Fuller, A.C. Breda, R.T. Carlin, J. Electroanal. Chem. 1998, 459, 29.
38. M. Doyle, S.K. Choi, G. Proulx, J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 34.
39. A. Noda, M. Watanabe, Electrochim. Acta 2000, 45, 1265.
40. A. Lewandowski, A. Swiderska, Pat. pol. 351457 (2001).
41. A. Lewandowski, A. Swiderska, Solid State Ionics 2003, 161, 243.
42. A. Lewandowski, A. Swiderska, Pol. J. Chem. 2004, 78, 1371.
43. A. Lewandowski, A. Swiderska, Solid State Ionics 2004, 169, 21.
44. A. Lewandowski, A. Swiderska, Appl. Phys. A 2006, 82, 579.
45. A. Balducci, F. Soavi, M. Mastragostinio, Appl. Phys. A: Mater. 2006, 82, 627.
46. J. Martinmaa, Sulfolane in the chemistry of nonaqueous solvents (red. J.J. Lagowski), t. 4, Academic Press, 1976 .
47. K. Luo, R. Filler, B.K. Mandal, Solid State Ionics 2006, 177, 857.
48. Y. Watanabe, S. Kinoshita, S. Wada, K. Hoshino, H. Morimoto, S. Tobishima, J. Power Sources 2008, 179, 770.
49. V.S. Kolosnitsyn, L.V. Sheina, S.E. Mochalov, Russian J. Electrochem. 2008, 44, 575.
50. A. Lewandowski, B. Kurc, I. Stepniak, A. Swiderska-Mocek, Electrochim. Acta 2011, 56, 5972.
51. A. Lewandowski, A. Swiderska-Mocek, J. Power Sources 2009, 194, 502.
52. C. Portet, P.L. Taberna, P. Simon, C. Laberty-Robert, Electrochim. Acta 2004, 49, 905.
53. C. Portet, P.L. Taberna, P. Simon, E. Flahaut, C. Laberty-Robert, Electrochim. Acta 2005, 50, 4174.
54. C. Portet, P.L. Taberna, P. Simon, E. Flahaut, J. Power Sources 2005, 139, 371.

Uwagi

Publikacja finansowana z projektu dofinansowania dla Młodych Naukowców 03/31/DSMK/0301.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-e7fe897f-286a-40a1-81ad-b239254248ba