PL237458B1 - Kondensator elektrochemiczny - Google Patents
Kondensator elektrochemiczny Download PDFInfo
- Publication number
- PL237458B1 PL237458B1 PL418569A PL41856916A PL237458B1 PL 237458 B1 PL237458 B1 PL 237458B1 PL 418569 A PL418569 A PL 418569A PL 41856916 A PL41856916 A PL 41856916A PL 237458 B1 PL237458 B1 PL 237458B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- mol
- alkali metal
- selenocyanate
- electrochemical capacitor
- electrolyte
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- -1 alkali metal selenocyanate Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 230000002468 redox effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- CRDYSYOERSZTHZ-UHFFFAOYSA-M selenocyanate Chemical compound [Se-]C#N CRDYSYOERSZTHZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 4
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 19
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 10
- VDMJCVUEUHKGOY-JXMROGBWSA-N (1e)-4-fluoro-n-hydroxybenzenecarboximidoyl chloride Chemical compound O\N=C(\Cl)C1=CC=C(F)C=C1 VDMJCVUEUHKGOY-JXMROGBWSA-N 0.000 claims description 9
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims description 7
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 9
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 9
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 7
- KYEKHFSRAXRJBR-UHFFFAOYSA-M potassium;selenocyanate Chemical compound [K+].[Se-]C#N KYEKHFSRAXRJBR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910001516 alkali metal iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 125000002577 pseudohalo group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- IBJRLHARKKQREK-UHFFFAOYSA-M selenocyanatosodium Chemical compound [Na][Se]C#N IBJRLHARKKQREK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CRDYSYOERSZTHZ-UHFFFAOYSA-N selenocyanic acid Chemical class [SeH]C#N CRDYSYOERSZTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-aminoazetidine-1-carboxylate;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(C)(C)OC(=O)N1CC(N)C1 RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest kondensator elektrochemiczny, działający w elektrolicie wodnym, którego oddzielone separatorem elektrody wykonane są z materiału węglowego o rozwiniętej powierzchni właściwej, korzystnie 2000 m2/g, którego elektrolit wodny o właściwościach redoks stanowi mieszanina anionów selenocyjanianowego oraz siarczanowego(VI), o stężeniach od 0,05 mol/L selenocyjanianu metalu alkalicznego oraz 1 mol/L siarczanu(VI) metalu alkalicznego do 1 mol/L selenocyjanianu metalu alkalicznego oraz 0,1 mol/L siarczanu(VI) metalu alkalicznego.
Description
Przedmiotem wynalazku jest kondensator elektrochemiczny mający zastosowanie jako urządzenie do magazynowania energii.
Kondensatory elektrochemiczne (KE) to wysokopojemnościowe urządzenia do magazynowania energii elektrycznej charakteryzujące się wysokimi wartościami mocy właściwej. Dzięki temu możliwe jest szybkie przyjmowanie oraz oddawanie znacznych ilości energii w bardzo krótkim przedziale czasu. Ponadto, kondensatory elektrochemiczne odznaczają się wysoką trwałością cykliczną (10 000 cykli).
Gromadzenie energii w kondensatorze elektrochemicznym zachodzi poprzez akumulację jonów w podwójnej warstwie elektrycznej (PWE) utworzonej na granicy faz elektroda/elektrolit. W przypadku zastosowania węgli aktywnych jako materiału elektrodowego szacuje się, że utworzona PWE ma grubość około 1 nm. Jednocześnie, węgle aktywne charakteryzują się dużą powierzchnią właściwą (500-2500 m2/g). W praktyce, daje to możliwość osiągnięcia wysokich wartości pojemności (C) kondensatora elektrochemicznego zgodnie równaniem:
.._kS d w którym ε oznacza stałą dielektryczną, S powierzchnię granicy faz elektroda/elektrolit, natomiast d grubość podwójnej warstwy elektrycznej. Pojemność wyrażona jest w faradach (F), czyli określa ilość zakumulowanego ładunku w zadanym przedziale potencjału. Pojemność właściwą można wyrazić w odniesieniu do masy (F/g), objętości (F/cm3) lub powierzchni elektrody (F/cm2).
Ładowanie kondensatora elektrochemicznego, oprócz gromadzenia jonów w PWE, może zachodzić również poprzez szybkie i odwracalne reakcje faradajowskie. Wówczas mówi się o generowaniu tzw. pseudopojemności. Takie reakcje redoks mogą zachodzić przy udziale tlenków metali, polimerów przewodzących albo wzbogaconych o tlen lub azot materiałów węglowych, stosowanych jako elektrody lub dodatki do elektrod kompozytowych, gdzie jako medium reakcji aplikowany jest elektrolit o charakterze protycznym (T. Cottineau, M. Toupin, T. Delahaye, T. Brousse, D. Belanger, Appl. Phys. A, 82 (2006) 99/606). Jednakże, efekty pseudopojemnościowe w KE mogą pochodzić również z reakcji redoks w elektrolicie. Na ogół, dotyczy to wodnych elektrolitów, których kation lub anion wykazują właściwości redoks. Są one znacznie tańsze oraz łatwiejsze w przygotowaniu i użyciu niż wyżej wspomniane „elektrody redoks”. Jako przykład można podać roztwory zawierające halogenowce, w szczególności jodki metali alkalicznych (G. Lota, K. Fic, E. Frąckowiak, Electrochem. Commun., 12 (2011) 38/41). Niemniej jednak, pomimo znacznie zwiększonej pojemności dzięki zastosowaniu pary redoks I /I2/I3, napięcie pracy takich kondensatorów jest zazwyczaj ograniczone do 0,8-1,2 V. Dlatego w celu polepszenia charakterystyki pracy kondensatora, zastosowano elektrolity stanowiące mieszaninę anionów halogenowych oraz siarczanowych(VI) (Q. Abbas, F. Beguin, Próg. Nat. Sci., 25 (2015) 622/630). Wykorzystując sole siarczanowe(VI) metalu alkalicznego można znacznie zwiększyć napięcie pracy KE, natomiast dzięki udziałowi reakcji faradajowskich pochodzących od halogenów, poprawić wydajność pojemnościową podczas cyklicznego ładowania/wyładowania. Analogicznie, w celu poprawy charakterystyki pracy kondensatora elektrochemicznego na bazie wodnego roztworu zawierającego anion selenocyjanianowy (z grupy pseudohalogenów), jako elektrolitu o właściwościach redoks, postanowiono zastosować elektrolit wodny, na bazie mieszaniny anionów selenocyjanianowego oraz siarczanowego(VI), gdzie przeciwjonem jest kation metalu alkalicznego, w szerokim zakresie stężeń oraz zmiennych udziałach molowych obu soli. Dzięki takiemu rozwiązaniu znacznie obniżono koszty przygotowania elektrolitu poprzez obniżenie stężenia soli selenocyjanianowej, co jednocześnie sprzyja formulacji elektrolitów bardziej przyjaznych dla środowiska, a tym samym tworzeniu „zielonych kondensatorów elektrochemicznych. Ponadto, poprawie uległa charakterystyka pracy kondensatora, ograniczono udział reakcji prowadzących do wydzielania się ubocznych produktów gazowych, polepszono propagację ładunku oraz wydajność zachodzących procesów ładowania/wyładowania.
Istotą wynalazku jest kondensator elektrochemiczny działający w elektrolicie wodnym, którego oddzielone separatorem elektrody wykonane są z materiału węglowego o rozwiniętej powierzchni właściwej, korzystnie 2000 m2/g, charakteryzujący się tym, że elektrolit wodny o właściwościach redoks stanowi mieszanina anionów selenocyjanianowego orazsiarczanowego(VI), o stężeniach od 0,05 mol/L selenocyjanianu metalu alkalicznego oraz 1 mol/L siarczanu(VI) metalu alkalicznego, do 1 mol/L selenocyjanianu metalu alkalicznego oraz 0,1 mol/L siarczanu(VI) metalu alkalicznego.
PL 237 458 B1
Korzystnym jest kiedy elektrolit wodny posiada stężenie 0,1 mol/L selenocyjanianu metalu alkalicznego oraz 0,5 mol/L siarczanu(VI) metalu alkalicznego, gdzie metal alkaliczny to potas lub sód lub lit.
Wyjątkowo korzystnym rozwiązaniem według wynalazku jest kiedy elektrolit stanowi wodny roztwór mieszaniny selenocyjanianu potasu oraz siarczanu(VI) potasu o stężeniach 0,1 mol/L selenocyjanianu potasu oraz 0,5 mol/L siarczanu(VI) potasu.
Kondensator elektrochemiczny według wynalazku znajduje zastosowanie jako układ do magazynowania energii.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoekonomiczne:
• możliwość rozszerzenia napięcia pracy kondensatora, ograniczonego w środowisku wodnym do 1,23 V, • możliwość znacznego podniesienia pojemności kondensatora elektrochemicznego dzięki efektom pseudopojemnościowym, • uzyskanie lepszej propagacji ładunku dzięki zastosowaniu neutralnej soli siarczanowej(VI), • możliwość uzyskania bardzo wysokiej wydajności elektrycznej i trwałości cyklicznej, • zmniejszenie toksyczności stosowanego elektrolitu, • znaczne obniżenie kosztów przygotowania elektrolitu.
Wynalazek przedstawiono w poniższych przykładach realizacji.
P r z y k ł a d I
Elektrody kondensatora elektrochemicznego, w formie tabletek o średnicy 10 mm i grubości ok. 0,3 mm wykonano z materiału węglowego - sadzy aktywowanej (ang. carbon black) o rozwiniętej powierzchni. W pierwszym etapie przygotowano homogenną gęstwę zawierającą materiał aktywny, sadzę, lepiszcze oraz alkohol krótkołańcuchowy - etanol. Rozpuszczalnik odparowano w 120°C przy ciągłym mieszaniu gęstwy. Otrzymaną masę rozwałkowano, a z otrzymanego arkusza materiału elektrodowego wycięto elektrody o średnicy 10 mm, grubości 0,3 mm, które następnie wysuszono pod obniżonym ciśnieniem. Przygotowane elektrody umieszczono w naczyniu elektrochemicznym, oddzielono separatorem z włókniny szklanej. Naczynie wypełniono elektrolitem, który stanowił wodny roztwór mieszaniny selenocyjanianu potasu (KSeCN) oraz siarczanu(VI) potasu (K2SO4) o stężeniu 0,1 mol/L selenocyjanianu potasu (KSeCN) oraz 0,5 mol/L siarczanu(VI) potasu (K2SO4). Napięcie cyklicznej pracy kondensatora wynosiło 1,4 V, a pojemność osiągnęła wartość 109 F/g dla gęstości prądu 2 A/g. Gęstość energii wyniosła 7,4 Wh/kg.
P r z y k ł a d II
Elektrody kondensatora elektrochemicznego wykonano z materiału węglowego, którego struktura porowata charakteryzuje się dużym rozwinięciem zarówno mikroporów jak i mezoporów. Materiał przygotowano w następujący sposób: sadzę aktywowaną (80% wt.) połączono z sadzą (10% wt.) oraz lepiszczem (10% wt. 60% zawiesiny politetrafluoroetylenu w wodzie), następnie dodano etanolu, a całość mieszano do otrzymania homogennej gęstwy. Rozpuszczalnik odparowano, a przygotowaną masę poddano obróbce w celu otrzymania arkusza materiału elektrodowego o grubości 0,3 mm, z którego wycięto elektrody o średnicy 10 mm, które kolejno wysuszono pod obniżonym ciśnieniem w czasie 12 godzin. Tak wykonane elektrody umieszczono w naczyniu elektrochemicznym i oddzielono separatorem z włókniny szklanej. Jako elektrolit zastosowano wodny roztwór wodny mieszaniny 0,1 mol/L selenocyjanianu potasu (KSeCN) oraz 0,5 mol/L siarczanu(VI) potasu (K2SO4). Wykorzystanie powyższego roztworu pozwoliło uzyskać napięcie cyklicznej pracy kondensatora elektrochemicznego równe 1,6 V oraz pojemność 117 F/g dla gęstości prądu 2 A/g. Gęstość energii wyniosła 10,4 Wh/kg.
P r z y k ł a d III
Do wykonania elektrod kondensatora elektrochemicznego użyto sadzy aktywowanej (ang. carbon black) o rozwiniętej powierzchni. Przygotowano homogenną gęstwę zawierającą materiał ak tywny, sadzę oraz lepiszcze (60% zawiesinę politetrafluoroetylenu w wodzie) w rozpuszczalniku organicznym. Rozpuszczalnik odparowano przez noc w temperaturze 120°C, ciągle mieszając. Następnie z otrzymanej gęstwy przygotowano arkusz materiału elektrodowego o grubości 0,3 mm, z którego wycięto tabletki o średnicy 10 mm, które wysuszono pod obniżonym ciśnieniem. Otrzymane elektrody umieszczono w naczyniu elektrochemicznym i oddzielono separatorem z włókniny szklanej. Naczynie elektrochemiczne wypełniono elektrolitem, stanowiącym mieszaninę wodnego roztworu 0,5 mol/L selenocyjanianu
PL 237 458 B1 potasu (KSeCN) i 0,1 mol/L siarczanu(VI) potasu (K2SO4). Uzyskano napięcie pracy cyklicznej kondensatora równe 1,4 V, a pojemność 186 F/g dla gęstości prądu 2 A/g. Gęstość energii wyniosła 12,6 Wh/kg.
P r z y k ł a d IV
Elektrody kondensatora elektrochemicznego przygotowano w formie tabletek o średnicy 10 mm i grubości ok. 0,3 mm z arkusza materiału elektrodowego składającego się z sadzy aktywowanej o rozwiniętej powierzchni, sadzy oraz lepiszcza. Następnie elektrody umieszczono w naczyniu elektrochemicznym i oddzielono separatorem z włókniny szklanej. Jako elektrolit zastosowano wodny roztwór mieszaniny selenocyjanianu potasu (KSeCN) oraz siarczanu(VI) sodu (Na2SO4) o stężeniu każdej z soli 0,1 mol/L. Wykorzystanie tak przygotowanego roztworu pozwoliło uzyskać napięcie cyklicznej pracy kondensatora 1,6 V oraz pojemność bliską 130 F/g dla gęstości prądu 2 A/g. Gęstość energii wyniosła 11,5 Wh/kg.
P r z y k ł a d V
Kondensator elektrochemiczny został złożony w układzie dwuelektrodowym. Zastosowano elektrody węglowe w formie tabletek o średnicy 10 mm i grubości 0,3 mm, które przygotowano mieszając ze sobą w alkoholu etylowym, sadzę aktywowaną (80% wt.) z sadzą (10% wt.), będącą czynnikiem poprawiającym przewodnictwo materiału elektrodowego, oraz z lepiszczem (10% wt.), stanowiącym 60% zawiesinę politetrafluoroetylenu w wodzie. Powstałą mieszaninę poddano mieszaniu w podwyższonej temperaturze, do momentu całkowitego odparowania rozpuszczalnika, a następnie wykonano arkusz materiału elektrodowego, z którego wycięto tabletki. Otrzymane elektrody wysuszono w temperaturze 120°C pod zmniejszonym ciśnieniem. Elektrody węglowe oddzielone separatorem z włókniny szklanej, umieszczono w naczyniu elektrochemicznym i wypełniono elektrolitem, stanowiącym wodny roztwór mieszaniny 0,05 mol/L selenocyjanianu potasu (KSeCN) oraz 1 mol/L siarczanu(VI) litu (Li2SO4). Zastosowanie powyższego elektrolitu pozwoliło uzyskać napięcie pracy cyklicznej 1,4 V oraz pojemność 115 F/g dla gęstości prądu 2 A/g. Gęstość energii wyniosła 7,8 Wh/kg.
P r z y k ł a d VI
W celu sporządzenia materiału elektrodowego, zmieszano materiał aktywny, sadzę oraz lepiszcze (60% zawiesinę politetrafluoroetylenu w wodzie), tworząc zawiesinę w alkoholu krótkołańcuchowym. Rozpuszczalnik organiczny odparowano, a z otrzymanej mieszaniny przygotowano arkusz materiału elektrodowego o grubości 0,3 mm i wycięto elektrody o średnicy 10 mm, które następnie wysuszono pod zmniejszonym ciśnieniem. Elektrody umieszczono w naczyniu elektrochemicznym i oddzielono separatorem z włókniny szklanej, a naczynie wypełniono elektrolitem, stanowiącym wodny roztwór mieszaniny selenocyjanianu potasu (KSeCN) o stężeniu 1 mol/L oraz siarczanu(VI) litu (Li2SO4) o stężeniu 0,5 mol/L, co pozwoliło osiągnąć napięcie pracy cyklicznej równe 1,3 V oraz pojemność rzędu 195 F/g dla gęstości prądu 2 A/g. Gęstość energii wyniosła 11,4 Wh/kg.
W innych wariantach wynalazku elektrolit może stanowić także wodny roztwór mieszaniny selenocyjanianu sodu (NaSeCN) lub litu (LiSeCN) o stężeniu 1 mol/L oraz siarczanu(VI) litu (Li2SO4), sodu (Na2SO4) lub potasu (K2SO4) o stężeniu 0,5 mol/L.
Claims (3)
1. Kondensator elektrochemiczny działający w elektrolicie wodnym, którego oddzielone separatorem elektrody wykonane są z materiału węglowego o rozwiniętej powierzchni właściwej, korzystnie 2000 m2/g, znamienny tym, że elektrolit wodny o właściwościach redoks stanowi mieszanina anionów selenocyjanianowego oraz siarczanowego(VI), o stężeniach od 0,05 mol/L selenocyjanianu metalu alkalicznego oraz 1 mol/L siarczanu(VI) metalu alkalicznego do 1 mol/L selenocyjanianu metalu alkalicznego oraz 0,1 mol/L siarczanu(VI) metalu alkalicznego.
2. Kondensator elektrochemiczny według zastrz. 1, znamienny tym, że elektrolit wodny o właściwościach redoks stanowi mieszanina o stężeniu 0,1 mol/L selenocyjanianu metalu alkalicznego oraz 0,5 mol/L siarczanu(VI) metalu alkalicznego, gdzie metal alkaliczny to potas lub sód lub lit.
3. Kondensator elektrochemiczny według zastrz. 2, znamienny tym, że elektrolit wodny o właściwościach redoks stanowi wodny roztwór mieszaniny selenocyjanianu potasu oraz siarczanu(VI) potasu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL418569A PL237458B1 (pl) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Kondensator elektrochemiczny |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL418569A PL237458B1 (pl) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Kondensator elektrochemiczny |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL418569A1 PL418569A1 (pl) | 2018-03-12 |
| PL237458B1 true PL237458B1 (pl) | 2021-04-19 |
Family
ID=61534554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL418569A PL237458B1 (pl) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Kondensator elektrochemiczny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL237458B1 (pl) |
-
2016
- 2016-09-05 PL PL418569A patent/PL237458B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL418569A1 (pl) | 2018-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Peng et al. | Molecular crowding agents engineered to make bioinspired electrolytes for high-voltage aqueous supercapacitors | |
| Guan et al. | Heterojunction TiO 2@ TiOF 2 nanosheets as superior anode materials for sodium-ion batteries | |
| Francke et al. | Novel electrolytes for electrochemical double layer capacitors based on 1, 1, 1, 3, 3, 3-hexafluoropropan-2-ol | |
| Qu et al. | Confining selenium in nitrogen-containing hierarchical porous carbon for high-rate rechargeable lithium–selenium batteries | |
| Li et al. | Redox enhanced energy storage in an aqueous high-voltage electrochemical capacitor with a potassium bromide electrolyte | |
| Xu et al. | Towards Ultra‐Stable Wide‐Temperature Zinc‐Ion Batteries by Using Ion‐Sieving Organic Framework Membrane | |
| Zeng et al. | Nitrogen‐Doped Hierarchically Porous Carbon Materials with Enhanced Performance for Supercapacitor | |
| Rodríguez-García et al. | Graphitic carbon foams as anodes for sodium-ion batteries in glyme-based electrolytes | |
| Cheng et al. | Wheat straw carbon matrix wrapped sulfur composites as a superior cathode for Li–S batteries | |
| Choudhury et al. | Improved energy density of reduced graphene oxide based aqueous symmetric supercapacitors in redox-active and “water-in-salt” electrolytes | |
| EP3479389B1 (en) | A supercapacitor and a method for expanding the voltage range of an aqueous electrolyte supercapacitor | |
| CA2974090C (en) | Additives for reducing esr gain in electrochemical double layer capacitors | |
| Shamsuri et al. | Enhancing EDLC applications with [BMIM] BF4-integrated cellulose gel electrolyte for sustainable energy storage | |
| Xu et al. | Wide-temperature zinc-iodine batteries enabling by a Zn-ion conducting covalent organic framework buffer layer | |
| CN112309724B (zh) | 一种基于低共熔溶剂电解液构建锌离子混合超级电容器的方法 | |
| Lv et al. | High performance cathode materials for lithium-ion batteries based on a phenothiazine-based covalent triazine framework | |
| Kopczyński et al. | Polysulphides reversible faradaic reactions in supercapacitor application | |
| Lee et al. | Pseudocapacitive behavior of manganese oxide in lithium-ion-doped butylmethylpyrrolidinium–dicyanamide ionic liquid investigated using in situ X-ray absorption spectroscopy | |
| US10102982B2 (en) | Electrolytes for supercapacitors | |
| Jiang et al. | Biomass-derived ternary-doped porous carbon electrodes for Li-ion capacitors: rational preparation and energy-storage mechanism Study | |
| Zhang et al. | Nitrogen-doped mesoporous carbon for high-performance zinc-iodine batteries | |
| Sevilla et al. | Cellulose as a Precursor of High‐Performance Energy Storage Materials in Li–S Batteries and Supercapacitors | |
| PL237458B1 (pl) | Kondensator elektrochemiczny | |
| Yang et al. | Reversible two-electron redox conversion enabled by an activated electrode and stabilized inter-halogen electrolyte for high performance zinc–iodine flow batteries | |
| Gu et al. | Reducing self-discharge of iodide-based redox supercapacitors through highly concentrated salt solution |