Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Charakterystyki pojemnościowe wielościennych nanorurek węglowych aktywowanych związkami alkalicznymi

Jurewicz K., Babeł K.

Karbo

|

2006

|

Nr 4

206-213

PL

W celu poprawy parametrów pojemnościowych wielościennych nanorurek węglowych (MWCNTs), wytworzonych metodą katalitycznego rozkładu acetylenu z wykorzystaniem stałego roztworu CoxMg(1-x)O, poddano je procesowi aktywacji chemicznej za pomocą KOH lub NaOH. W wyniku aktywacji z KOH, stosując moduł 4:1 uzyskano ponad dwukrotny wzrost powierzchni BET do 577 m2/g, głównie w zakresie mezoporowatym. Przyrost powierzchni mikroporowatej i dalszy wzrost powierzchni do 684 m2/g, uzyskano przy wyższym module KOH (5:1). W efekcie przeprowadzonych modyfikacji zanotowano istotną poprawę pojemności MWCNTs. Dla elektrod ujemnych w środowisku zasadowym sięga ona dwóch rzędów wielkości (77 F/g). Nie zaobserwowano prostej korelacji między zmianami strukturalnymi, a przyrostem pojemności, co wskazuje na istotny udział pseudopojemności. Aktywacja za pomocą NaOH, choć mniej efektywna (350 m2/g), pozwoliła uzyskać korzystną strukturę dla zastosowań w środowisku aprotycznym. MWCNTs, także po ich aktywacji, charakteryzuje wysoka dynamika wymiany ładunku, co predysponuje je na materiał elektrodowy dla kondensatorów dużej mocy.

EN

In order to improve capacitance parameters of multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) obtained by catalytic acethylene decomposition with solid solution of CoxMg(1-x)O, they were subject to activation process with KOH or NaOH. As a result of activation with KOH at 4:1 module, more than a double increase of BET surface to 577 m2/g was obtained, mainly in mesopore range. Higher microporous surface and further increase of BET surface to 684 m2/g was achieved at KOH (5:1) module. In consequence of such modifications, considerable improvement of MWCNTs capacitance was observed. For negative electrodes in alkaline environment , it reaches two order of magnitude higher value ( 77 F/g). No simple correlation between structural changes and capacitance increase was defined which, in turn, indicates considerable contribution of pseudocapacity. Activation with NaOH, although less efficient (350 m2/g), allowed to obtain advantageous structure for use in aprotic environment MWCNTs, also after activation, reveal high charge exchange dynamics and this feature makes them suitable as an electrode material for high power supercapacitors.

2

Development of New Supercapacitor Electrodes Based on carbon Nanotubes

Frąckowiak E., Jurewicz K., Beguin F.

Polish Journal of Chemistry

|

2004

|

Vol. 78 / nr 9

1345-1356

EN

Carbon nanotubes (CNTs) are essentially a mesoporous material with very limited microporosity, hence, they supply only moderate capacitance values. After KOH activation their capacitance values increase significantly from 15 F/g to ca. 100 F/g. CNTs are especially adapted as component of supercapacitor electrodes due to their exceptional conducting and mechanical properties. They play a perfect role of backbone for mate- rials with pseudocapacitance properties. In this work a profitable role of nanotubes in nanocomposites with polypyrrole and polyaniline is demonstrated. High capacitance values from 200 to 360 F/g were obtained for such composites with a good cycling behavior, however, strongly affected by the operating voltage range of supercapacitor.

3

Resistance of Carbon and Active Carbon Precursor Nonwovens

Cisło R., Krucińska I., Babeł K., Jurewicz K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2003

|

Vol. 11, no. 2 (41)

75--78

EN

Active carbon nonwovens tend to be attractive intermediate products for electrochemical sources of electric current; they may be applied as electrode material in electrical capacitors and super-capacitors. Low internal electrical resistance of the electrode material is an indispensable condition for manufacturing good capacitors. This article presents the results of investigations we have carried out into developing active carbon nonwovens from regenerated cellulose. Three types of cellulose were used, and the influence of the precursor type on the resistance of the active carbon nonwovens was estimated. Only a small dependence of the kind of precursor used on the nonwoven's resistance was stated. The resistance values achieved (of the through resistance below 1 ohm and of the surface resistance about 1 ohm) allow us to state that these parameters fulfil the conditions for electrode materials of electrochemical capacitors.

PL

Alternatywnym materiałem dla węgli aktywnych w postaci ziarnistej bądź granulowanej są włókniste aktywne materiały węglowe. Upatruje się możliwość zastosowania ich na materiały elektrodowe w kondensatorach elektrochemicznych. Jednym z wymagań dla tego typu materiałów jest ich niska rezystancja wewnętrzna. Przedstawiono wyniki badań rezystancji wytworzonych aktywnych włóknin węglowych, przewidywanych do zastosowań na materiały elektrodowe w kondensatorach elektrochemicznych.

4

Storage of hydrogen in nanostructured carbon through water electrolysis

Jurewicz K., Frąckowiak E., Beguin F.

Karbo

|

2002

|

Nr 2

57-59

EN

Safe and ecological storage of hydrogen are the essential conditions for application of fuel cell for electric vehicles. Storage of hydrogen through physisorp-tion in the carbons with a developed surface area needs a high pressure or low temperatures. From literature data Ihe amount of sorbed hydrogen can reach in this case a few wt %. In the presented work a novel method of hydrogen storage in the carbon materials has been successfully realized by electrolysis of acidic or basic solutions. Materials used for hydrogen sotption were activated carbons with specific surface area of 1200 to 1500 m2/g. Carbon materials have been additionally modified by oxidation process and characterized physically. Electrolytic decomposition of 6 M KOH or 4 M H-,SO4 solutions was performed by galvanostatic cathodic polarization of carbon with a simultaneous hydrogen evolution and its penetration into pores. The charge passed during anodic polarization (oxidation of hydrogen) allowed to estimate the amount of sorbed hydrogen. The alkaline solution was more convenient due to smaller self-discharge and higher amount of hydrogen stored. The maximal capacity of hydrogen electrochemically sorbed in the nanopores of activated carbons was equal to 450 mAh/g that gives 1,8 wt% of hydrogen.

PL

Bezpieczne i ekologiczne magazynowanie wodoru to podstawowy warunek dla wykorzystania go do ogniwa paliwowego zasilającego samochód elektryczny. Kumulowanie wodoru na drodze sorpcji w materiałach węglowych o rozwiniętej powierzchni rzeczywistej wymaga stosowania znacznych ciśnień lub niskich temperatur. Nieliczne dane literaturowe donoszą, że ilość zgromadzonego wodoru może osiągnąć wtedy kilka % wagowych. Nowatorskim sposobem magazynowania wodoru w materiałach węglowych przedstawionym w obecnej pracy jest elektrolityczny rozkład wodnego roztworu elektrolitu (kwasu lub zasady) z równoczesną sorpcją wodoru. Materiałem węglowym stosowanym do sorpcji wodoru były węgle aktywne o powierzchni rzeczywistej rzędu 1200-1500 rrr/g. Poddano je dodatkowym modyfikacjom utleniającym oraz szczegółowej charakterystyce fizykochemicznej. Badania elektrolitycznego rozkładu wodnego roztworu 6 M KOH lub 4 M H,SO4 wykonano stosując galwanostatyczną polaryzację katodową (proces wydzielania wodoru). Wartość ładunku, który przepłynął podczas utleniania była miarą ilości sorbowanego wodoru. Maksymalna ilość elektrochemicznie magazynowanego wodoru w nanoporach węgla aktywnego wynosiła 450 mAh/g, co stanowi l ,8 wt % wodoru. Zbadano proces samowyładowania czyli straty ładunku po upływie tygodnia.

5

Pseudocapacitance of electrode materials

Frąckowiak E., Jurewicz K., Delpeux S., Beguin F.

Karbo

|

2001

|

Nr 11

390-392

EN

Carbon nanotubes were the capacitance material and capacitance enhancement by pseudocapacitance effect was obtained by oxidation with nitric acid and also by electro deposition of conductive polypyrrole. In case of nanotubes modifies with function groups capacitance increased from 80 to 130 F/g. The most favourable pseudocapacitance effects were obtained with the use of nanocomposite of nanotubes/polypyrrole as electrode material (165 F/g). Open network of nanocomposite allows for effective and reversible accumulation of electric charges and for long-lasting cyclic operation (> 2000 cycles).

PL

Materiałem kondensatorowym były nanorurki węglowe, a podniesienie pojemności poprzez efekty pseudopojemnościowe uzyskano za pomocą ich utleniania kwasem azotowym, a także poprzez elektroosadzanie przewodzącego polipirolu. W przypadku nanorunek modyfikowanych grupami funkcyjnymi pojemność wzrosła z 80 do 130 F/g. Najkorzystniejsze efekty pseudopojemnościowe osiągnięto przy zastosowaniu nanokompozytu na-norurki/polipirol jako materiału elektrodowego (165 F/g). Otwarta sieć nanokompozytu pozwala na efektywne i odwracalne kumulowanie ładunków elektrycznych oraz na długotrwałą pracę cykliczną (>2000 cykli).