Study of electrode charging in electrochemical capacitors by quartz crystal microbalance and material degradation during cycling
[ 1 ] Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
PL Badanie mechanizmu ładowania elektrod kondensatora elektrochemicznego z użyciem mikrowagi kwarcowej oraz degradacji materiałów podczas pracy cyklicznej
english
- electrochemical capacitor
- porous electrode
- aqueous electrolyte
- electrode/electrolyte interface
- kondensator elektrochemiczny
- porowata elektroda
- wodny elektrolit
- granica faz elektroda/elektrolit
EN Presented work is aimed at detailed understanding of the processes at the carbon electrode/aqueous electrolyte interface in electrochemical capacitors (ECs). Owing to detail knowledge about their charge storage mechanism, it is possible to propose advancements and optimization of aqueous-based systems. In order to increase energy density stored, two different approaches can be profitable: o increase of specific capacitance via introduction of redox reactions into the system or the development of specific surface area of carbon electrodes, o voltage window widening (>1.3 V) by applying neutral electrolytic solution as electrolyte. In this dissertation, both approaches were explored. In addition, not only fundamental studies have been conducted but also full device long-term characterization in order to verify proposed charge storage mechanism and proof-of-concept of ECs optimization.
PL Niniejsza rozprawa doktorska ma na celu dogłębne zrozumienie procesów zachodzących na granicy faz elektroda węglowa/wodny elektrolit w kondensatorach elektrochemicznych (KE). Szczegółowa wiedza na temat mechanizmu magazynowania ładunku pozwala na zaproponowanie udoskonaleń i optymalizację tych układów pracujących z udziałem wodnych elektrolitów. W tym celu z powodzeniem stosowane są dwa podejścia, mające na celu zwiększenie gęstości magazynowanej energii: o wzrost pojemności właściwej poprzez zastosowanie reakcji redoks w układzie lub zwiększenie powierzchni właściwej elektrod węglowych, o rozszerzenie napięcia pracy (> 1,3 V) przez zastosowanie obojętnego roztworu elektrolitycznego. W tej pracy zbadano i zagłębiono tematykę obu tych podejść w celu zwiększenia ilości zmagazynowanej energii. Ponadto przeprowadzono nie tylko badania fundamentalne, ale także kompletną, długoterminową charakterystykę urządzeń elektrochemicznych w celu weryfikacji proponowanego mechanizmu magazynowania ładunku oraz potwierdzenie słuszności zaproponowanych modyfikacji.
240
chemical sciences
chemical sciences
DrOIN 2128
Udzielono licencji wyłącznie na udostępnianie rozprawy doktorskiej w sieci lokalnej Biblioteki Politechniki Poznańskiej.
no permission to download file
library
Julia Kowal
Berlin, Germany
28.05.2021
english
no permission to download file
library
Hubert Perrot
Paris, France
30.05.2021
english
no permission to download file
library
dissertation
Poznań, Polska
22.06.2021
Rada Dyscypliny Nauki Chemiczne Politechniki Poznańskiej
doktor nauk ścisłych i przyrodniczych w dyscyplinie: nauki chemiczne