PL243053B1 - Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierająca węgiel aktywny wytworzony z materiału organicznego - Google Patents

Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierająca węgiel aktywny wytworzony z materiału organicznego Download PDF

Info

Publication number
PL243053B1
PL243053B1 PL429208A PL42920819A PL243053B1 PL 243053 B1 PL243053 B1 PL 243053B1 PL 429208 A PL429208 A PL 429208A PL 42920819 A PL42920819 A PL 42920819A PL 243053 B1 PL243053 B1 PL 243053B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
mushroom
compost
substrate
cultivation
temperature
Prior art date
Application number
PL429208A
Other languages
English (en)
Other versions
PL429208A1 (pl
Inventor
Leszek Ejsmont
Grzegorz LOTA
Grzegorz Lota
Małgorzata Graś
Original Assignee
Okechamp Spolka Akcyjna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okechamp Spolka Akcyjna filed Critical Okechamp Spolka Akcyjna
Priority to PL429208A priority Critical patent/PL243053B1/pl
Publication of PL429208A1 publication Critical patent/PL429208A1/pl
Publication of PL243053B1 publication Critical patent/PL243053B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest elektroda kondensatora elektrochemicznego, zawierająca węgiel aktywny, gdzie węgiel aktywny został otrzymany z materiału organicznego, którym jest kompost popieczarkowy, sposobem polegającym najpierw na zmieszaniu co najmniej słomy, w tym żytniej lub pszennej lub pszenżyta, z materiałem będącym źródłem azotu, korzystnie obornikiem, oraz z gipsem i wodą w celu uzyskania mieszanki. Następnie kompostuje się mieszankę w wyniku czego otrzymuje się kompost fazy I. W dalszej kolejności kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Następnie do kompostu fazy I wysiewa się grzybnię pieczarki. Potem wysianą grzybnię pieczarki poddaje się procesowi inkubacji w tunelach, w wyniku którego to procesu otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. W dalszej kolejności podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni, gdzie przeprowadza się proces uprawy grzybów. Następnie zużyte podłoże do uprawy pieczarki poddaje się termicznej dezynfekcji i usuwa się z półek uprawowych w pieczarkarni, przy czym usunięte podłoże, które po procesie uprawy grzybów zawiera okrywę torfową, stanowi kompost popieczarkowy. W dalszej kolejności kompost popieczarkowy poddaje się procesowi karbonizacji w temperaturze od 600 do 850°C, przy czym kompost popieczarkowy ogrzewa się przy stałym wzroście temperatury, aż do osiągnięcia docelowej temperatury karbonizacji. Kompost popieczarkowy po procesie karbonizacji poddawany jest aktywacji za pomocą wodorotlenku potasu lub wodorotlenku sodu w stosunku masowym od 1:1 do 1:10 w temperaturze od 600 do 850°C.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierająca węgiel aktywny wytworzony z materiału organicznego.
Węgle aktywne są substancjami organicznymi składającymi się głównie z węgla pierwiastkowego. Tego typu materiały w wyniku istnienia struktury porowatej charakteryzują się dużą powierzchnią właściwą. Węgle aktywne otrzymuje się w wyniku procesu karbonizacji i aktywacji materiałów organicznych takich jak na przykład: łupiny orzechów, drewno, żywica jonowymienna. Proces karbonizacji i aktywacji surowca węglonośnego został opisany w polskim patencie numer PL198593, który przedstawia sposób wytwarzania sferycznych węgli aktywnych z odpadowej żywicy jonowymiennej stanowiącej odpad z procesu uzdatniania wody.
Nieustanny rozwój przemysłowy prowadzi do produkcji dużych ilości materiałów odpadowych. Ilość zużytego podłoża po uprawie pieczarek (bioodpad) wynosi około 1500 ton rocznie. Biorąc pod uwagę, że podłoże popieczarkowe charakteryzuje się dużą zawartością takich pierwiastków jak węgiel, azot i siarka, z powodzeniem zostało wykorzystane do otrzymywania materiałów węglowych (B. Wiśniewska-Kadżajan, Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 54, 2 012 : 165-176).
Ze względu na stale pogarszający się stan środowiska naturalnego, a także wciąż pogłębiający się kryzys energetyczny, istotnym wyzwaniem jest poszukiwanie odnawialnych surowców dostarczających energię. Materiały węglowe pochodzenia organicznego są przyjazn e środowisku oraz cechują się niską ceną i znaczną porowatością (X. Gao, W. Xing, J. Zhou, G. Wang, S. Zhuo, Z. Liu, Q. Xue‘ Z. Yan, Electrochim. Acta 133, 2014: 459-466).
Węgle aktywne znajdują szerokie zastosowanie w technologii chemicznej jako katalizat ory, nośniki katalizatorów, sorbenty do usuwania toksycznych związków chemicznych, a także jako materiały elektrodowe w procesach elektrochemicznych. Procesy elektrochemiczne obejmują na przykład zjawiska zachodzące na granicy faz elektroda/elektrolit, dzięki którym istnieje możliwość gromadzenia ładunku. Zjawisko gromadzenia ładunku elektrycznego na materiałach węglowych wykorzystują kondensatory elektrochemiczne. Kondensator elektrochemiczny, zwany też superkondensatorem, stanowi urządzenie, którego działanie polega na gromadzeniu ładunku elektrycznego poprzez elektrostatyczne przyciąganie jonów na elektrodach, któremu towarzyszyć mogą reakcje faradajowskie, nazywane efektami pseudopojemnościowymi. Dodatnio naładowane jony (kationy) są przyciągane elektrostatycznie na elektrodzie polaryzowanej ujemnie, natomiast aniony na elektrodzie dodatniej. Obie elektrody są oddzielone od siebie separatorem w celu uniknięcia zwarcia. Im bardziej rozwinięta i dostępna dla jonów powierzchnia rzeczywista elektrody, tym wię kszy zgromadzony ładunek, a więc pojemność. Wspomniany wyżej efekt pseudopojemnościowy uzyskać można m.in. dzięki dotowaniu materiału węglowego heteroatomami np. tlenem czy azotem, dzięki procesom redoks grup funkcyjnych obecnych na powierzchni materiału e lektrodowego (G. Lota, K. Lota, E. Frąckowiak, Electrochem. Commun. 9, 2007: 1828-1832). Wzrost pojemności można uzyskać również dzięki zastosowaniu kompozytów materiałów węglowych z tlenkami metali.
Rodzaj użytego materiału elektrodowego, rozwinięcie jego powierzchni rzeczywistej, rozkład porów oraz przewodnictwo decydują o pojemności całego kondensatora (E. Frąckowiak, Phys. Chem. Chem. Phys. 9, 2007: 1774-1785). Najczęściej wykorzystywanymi materiałami elektrodowymi są różne formy materiałów węglowych (proszki, filce, włókna, włókniny, a także nanorurki węglowe, węgle otrzymywane metodą repliki, aerożele i pojedyncze warstwy grafenowe). Procesy karbonizacji oraz aktywacji umożliwiają kontrolowanie mikrotekstury próbek węglowych, co zwiększa ich potencjał aplikacyjny (Z.-G. Shi, Y.-Q. Feng, L. Xu, S.-L Da, M. Zhang, Carbon 42, 2004: 1677-1682).
Rozwiązanie według wynalazku stanowi elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierająca węgiel aktywny wytworzony z kompostu popieczarkowego według następującego sposobu: Sposób polega najpierw na zmieszaniu co najmniej słomy, w tym żytniej lub pszennej lub pszenżyta, z materiałem będącym źródłem azotu, korzystnie obornikiem, oraz z gipsem i wodą w celu uzyskania mieszanki. Następnie kompostuje się mieszankę w wyniku czego otrzymuje się kompost fazy I. Korzystnie proces kompostowania trwa od 15 do 20 dni. W dalszej kolejności kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Korzystnie proces pasteryzacji kompostu fazy I w tunelach pasteryzacyjnych trwa od 6 do 8 dni. Następnie do kompostu fazy I wysiewa się grzybnię pieczarki. Potem wysianą grzybnię pieczarki poddaje się procesowi inkubacji w tunelach, w wyniku którego to pr ocesu otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Korzystnie proces inkubacji wysianej grzybni pieczarki w tunelach trwa od 17 do 19 dni. W dalszej kolejności podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na pół ki uprawowe w pieczarkami, gdzie przeprowadza się proces uprawy grzybów.
Korzystnie proces uprawy grzybów trwa 27 do 35 dni.
Następnie zużyte podłoże do uprawy pieczarki poddaje się termicznej dezynfekcji i usuwa się z półek uprawowych w pieczarkami, przy czym usunięte podłoże, które po procesie uprawy grzybów zawiera okrywę torfową, stanowi kompost popieczarkowy. W dalszej kolejności kompost popieczarkowy poddaje się procesowi karbonizacji w temperaturze od 600 do 850°C, przy czym kompost popieczarkowy ogrzewa się przy stałym wzroście temperatury, korzystnie 5°C na minutę, aż do osiągnięcia docelowej temperatury karbonizacji, korzystnie temperatury 650°C.
Korzystnie, kompost popieczarkowy po procesie karbonizacji poddawany jest aktywacji za pomocą wodorotlenku potasu lub wodorotlenku sodu w temperaturze od 600 do 850°C, korzystnie 700°C.
Korzystnie, kompost popieczarkowy po karbonizacji poddawany jest aktywacji na drodze zmieszania z wodorotlenkiem sodu lub wodorotlenkiem potasu w stosunku masowym od 1:1 do 1:10, korzystnie 1:4.
Jeśli kompost popieczarkowy po procesie karbonizacji nie zostaje poddany procesowi aktywacji, to korzystnie otrzymany materiał węglowy chłodzi się w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Następnie korzystnie przemywa się co najmniej jednym roztworem kwasu oraz wodą destylowaną, korzystnie kolejno 100 ml 40% kwasu fluorowodorowego, a następnie 100 ml 20% kwasu solnego oraz wodą destylowaną, do uzyskania w przesączu pH zbliżonego do odczynu neutralnego. Następnie próbkę suszy się, korzystnie w temperaturze 50°C, do całkowitego odparowania wody.
Wytworzony wyżej opisanym sposobem materiał węglowy charakteryzuje się powierzchnią rzeczywistą przekraczającą 100 m 2/g oraz zawiera w swojej budowie grupy funkcyjne z udziałem heteroatomów takich jak na przykład siarka lub azot.
Wytworzony wyżej opisanym sposobem materiał węglowy stosuje się jako materiał elektrodowy w kondensatorach elektrochemicznych.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest opracowanie nowej, ekologicznej i taniej metody otrzymywania materiału węglowego, który ma zastosowanie jako materiał elektrodowy w kondensatorach. Dalszym korzystnym skutkiem wynalazku jest możliwość zutylizowania materiału odpadowego jakim jest kompost popieczarkowy. Korzystnym efektem wynalazku jest wykorzystanie odpadów po uprawie pieczarek, w sposób wcześniej nieznany i nieoczywisty. Aktywne węgle wytworzone z kompostu popieczarkowego posiadają wysoką porowatość oraz dużą powierzchnię właściwą, charakteryzują się dużą stabilnością termiczną i elektrochemiczną, czego efektem jest to, że zastosowanie elektrod kondensatora elektrochemicznego zawierających węgiel aktywny według wynalazku w kondensatorze elektrochemicznym powoduje dobre właściwości pojemnościowe kondensatora elektrochemicznego, co przedstawiono w tabelach w dalszej części niniejszego opisu.
Wynalazek został przedstawiony na rysunku, gdzie fig 1 przedstawia schematyczny przekrój przez kondensator, w którym elektrody zawierają węgiel aktywny wytworzony z kompostu popieczarkowego.
PRZYKŁAD 1A
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 650°. Proces karbonizacji w temperaturze 650°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 40%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 43,30; H = 1,40; N = 2,14; S = 5,67.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składają się z 85% wag. materiału węglowego otrzymanego sposobem według wynalazku wskutek procesu karbonizacji kompostu popieczarkowego w temperaturze 650°C, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 6 mol/L KOH. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 1.
PRZYKŁAD 1B
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane jest z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 650°. Proces karbonizacji w temperaturze 650°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 40%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyli czone w % względem masy; C = 43,30; H = 1,40; N = 2,14; S = 5,67.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składają się z 85% wag. materiału węglowego otrzymanego sposobem według wynalazku wskutek procesu karbonizacji kompostu popieczarkowego w temperaturze 650°C, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 1 mol/L H2SO4. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1 -100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 1.
PL 243053 BI
Tabela 1
6M KOH iF/g] (ad. przykład 1A) IM H2SO4 fF/g] (ad. przykład IB)
Woltamperometria cykliczna
1 mV/s 107 32
10mV/s 77 14
100 mV/s 40 7
Galwanostatyczne ładowanie i wyładowanie
100 mA/g 92 20
1 A/g 69 6
5 A/g 43 -
PRZYKŁAD 2A
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 750°. Proces karbonizacji w temperaturze 750°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 38%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 39,81; H = 0,93; N = 2,10; S = 5,32.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składają się z 85% wag. materiału węglowego otrzymanego sposobem według wynalazku wskutek procesu karbonizacji kompostu popieczarkowego w temperaturze 750°C, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 6 mol/L KOH. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowani a/wyładowani a (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 2.
PRZYKŁAD 2B
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią
PL 243053 BI podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane jest z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 750°. Proces karbonizacji w temperaturze 750°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 38%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 39,81; H = 0,93; N = 2,10; S = 5,32.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składają się z 85% wag. materiału węglowego otrzymanego sposobem według wynalazku wskutek procesu karbonizacji kompostu popieczarkowego w temperaturze 750°C, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 1 mol/L H2SO4. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 2.
Tabela 2
6M KOH [F/g] (ad. przykład 2A) IM H2SO4 [F/g] (ad. przykład 2B)
Woltamperomeiria cykliczna
1 mV/s 101 40
10 mV/s 78 20
100 mV/s 40 11
Galwanostatycznc ładowanie i wyładowanie
100 mA/g 88 26
lA/g 71 11
5 A/g 45 6
PRZYKŁAD 3A
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 850°. Proces karbonizacji w temperaturze 850°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 37%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 39,89; H = 0,96; N = 1,42; S = 5,99.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składają się z 85% wag. materiału węglowego otrzymanego sposobem według wynalazku wskutek procesu karbonizacji kompostu popieczarkowego w temperaturze 850°C, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 6 mol/L KOH. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 3.
PRZYKŁAD 3B
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane jest z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 850°. Proces karbonizacji w temperaturze 850°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 37%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 39,89; H = 0,96; N = 1,42; S = 5,99.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składają się z 85% wag. materiału węglowego otrzymanego sposobem według wynalazku wskutek procesu karbonizacji kompostu popieczarkowego w temperaturze 850°C, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 1 mol/L H2SO4. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowani a (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 3.
PL 243053 BI
Tabela 3
6M KOH [F/g] (ad. przykład 3A) 1MH2SO4 [F/g] (ad, przykład 3B)
Woltamperometria cykliczna
1 mV/s 95 39
10 mV/s 79 19
100 mV/s 48 11
Galwanostatyczne ładowanie i wyładowanie
100 mA/g 80 24
lA/g 70 11
5 A/g 50 4
PRZYKŁAD 4A
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 650°. Proces karbonizacji w temperaturze 650°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Przygotowany węgiel przemywano kolejno 100 ml 40% kwasu fluorowodorowego, a następnie 100 ml 20% kwasu solnego oraz wodą destylowaną do uzyskania w przesączu pH zbliżonego do odczynu neutralnego. Próbkę suszono w temperaturze 50°C do całkowitego odparowania wody. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 54%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 73,16; H = 1,56; N = 3,23; S = 2,39.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składające się z 85% wag. materiału węglowego, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 6 mol/L KOH. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 4.
PRZYKŁAD 4B
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyj
PL 243053 BI nych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane jest z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 650°. Proces karbonizacji w temperaturze 650°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Przygotowany węgiel przemywano kolejno 100 ml 40% kwasu fluorowodorowego, a następnie 100 ml 20% kwasu solnego oraz wodą destylowaną do uzyskania w przesączu pH zbliżonego do odczynu neutralnego. Próbkę suszono w temperaturze 50°C do całkowitego odparowania wody. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 54%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 73,16; H = 1,56; N = 3,23; S= 2,39.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13cm2 składające się z 85% wag. materiału węglowego, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 1 mol/L H2SO4. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 4.
Tabela 4
6MKOH FF/g] (ad. przykład 4A) IM H2SO4 iF/g] (ad. przykład 4B)
Woltamperometria cykliczna
1 mV/s 146 132
10 mV/s 108 94
100 mV/s 39 37
Galwanostatyczne ładowanie i wyładowanie
100 mA/g 152 127
1 A/g 109 85
5 A/g 49 31
PRZYKŁAD 5A
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 750°. Proces karbonizacji w temperaturze 750°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Przygotowany węgiel przemywano kolejno 100 ml 40% kwasu fluorowodorowego, a następnie 100 ml 20% kwasu solnego oraz wodą destylowaną do uzyskania w przesączu pH zbliżonego do odczynu neutralnego. Próbkę suszono w temperaturze 50°C do całkowitego odparowania wody. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 51%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 74,02; H = 1,50; N = 3,41; S = 2,34.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13cm2 składające się z 85% wag. materiału węglowego, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 6 mol/L KOH. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 5.
PRZYKŁAD 5B
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane jest z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 750°. Proces karbonizacji w temperaturze 750°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Przygotowany węgiel przemywano kolejno 100 ml 40% kwasu fluorowodorowego, a następnie 100 ml 20% kwasu solnego oraz wodą destylowaną do uzyskania w przesączu pH zbliżonego do odczynu neutralnego. Próbkę suszono w temperaturze 50°C do całkowitego odparowania wody. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 51%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 74,02; H = 1,50; N = 3,41; S = 2,34.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13cm2 składające się z 85% wag. materiału węglowego, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 1 mol/L H2SO4. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 5.
PL 243053 BI
Tabela 5
6M KOH [F/g] (ad. przykład 5A) IM H2SO4 [F/g] (ad. przykład 5B)
Woltamperometria cykliczna
1 mV/s 143 123
10 mV/s 114 96
100 mV/s 43 58
Galwanostatyczne ładowanie i wyładowanie
100 mA/g 141 117
1 A/g 112 88
5 A/g 58 58
PRZYKŁAD 6A
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 850°. Proces karbonizacji w temperaturze 850°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Przygotowany węgiel przemywano kolejno 100 ml 40% kwasu fluorowodorowego, a następnie 100 ml 20% kwasu solnego oraz wodą destylowaną do uzyskania w przesączu pH zbliżonego do odczynu neutralnego. Próbkę suszono w temperaturze 50°C do całkowitego odparowania wody. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 55%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 72,94; H = 1,17; N= 1,77; S=1,76.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składające się z 85% wag. materiału węglowego, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 6 mol/L KOH. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 6.
PRZYKŁAD 6B
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyj12
PL 243053 Β1 nych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane jest z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 850°. Proces karbonizacji w temperaturze 850°C trwał 60 minut. Następnie otrzymany materiał węglowy chłodzono w strumieniu gazu obojętnego do osiągnięcia temperatury pokojowej. Przygotowany węgiel przemywano kolejno 100 ml 40% kwasu fluorowodorowego, a następnie 100 ml 20% kwasu solnego oraz wodą destylowaną do uzyskania w przesączu pH zbliżonego do odczynu neutralnego. Próbkę suszono w temperaturze 50°C do całkowitego odparowania wody. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 55%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 72,94; H = 1,17; N= 1,77; S=1,76.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składające się z 85% wag. materiału węglowego, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 1 mol/L H2SO4. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 6.
Tabela 6
6MKOH [F/g] (ad. przykład 7A) IM H2SO4 [F/g] (ad. przykład 7B)
Woltamperometria cykliczna
lmV/s 101 87
10 mV/s 81 60
100 mV/s 41 28
Galwanostalyczne ładowanie i wyładowanie
100 mA/g 102 68
1 A/g 75 47
5 A/g 37 20
PRZYKŁAD 7A
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 650°. Proces karbonizacji w temperaturze 650°C trwał 60 minut. Materiał węglowy po karbonizacji miesza się z wodorotlenkiem potasu w stosunku masowym 1:4. Tak otrzymaną mieszaninę w ilości 40 g umieszcza się w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddaje się procesowi aktywacji w taki sposób, że mieszaninę ogrzewa się przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 700°C. Proces aktywacji w temperaturze 700°C trwa 60 minut. Następnie otrzymany aktywowany materiał węglowy chłodzi się w strumieniu gazu obojętnego do temperatury pokojowej. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 7%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 88,95; H = 0,26; N = 0,08; S = 0,08.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składające się z 85% wag. materiału węglowego otrzymanego sposobem według wynalazku wskutek procesu karbonizacji kompostu popieczarkowego w temperaturze 650°C oraz aktywacji w temperaturze 700°C, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 6 mol/L KOH. Badania elektrochemiczne prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 7.
PRZYKŁAD 7B
W pierwszej kolejności miesza się słomę żytnią, pszenną oraz pszenżyto z obornikiem kurzym, gipsem i wodą. Mieszanka ta kompostowana jest przez 17 dni. W wyniku kompostowania otrzymuje się kompost fazy I. Następnie kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu pasteryzacji do podłoża wsiewa się grzybnię pieczarki i poddaje się ją procesowi inkubacji w tunelach. Proces inkubacji trwa 18 dni. W wyniku procesu inkubacji otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki. Podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni. Od tego momentu rozpoczyna się proces uprawy grzybów i trwa on 28 dni. Po zakończeniu uprawy zużyte podłoże poddawane jest termicznej dezynfekcji i następnie usuwane jest z hali produkcyjnej. Usunięte podłoże określane jest jako kompost popieczarkowy, czyli mieszanina podłoża do uprawy pieczarki z domieszką okrywy torfowej.
Kompost popieczarkowy suszono w czasie 24 godzin w temperaturze 50°C do momentu otrzymania stałej masy. Następnie suchą masę rozdrobniono w celu uzyskania jednolitego proszku. Tak przygotowaną próbkę w ilości 20 g umieszczono w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddano procesowi karbonizacji. Materiał ogrzewano przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 650°. Proces karbonizacji w temperaturze 650°C trwał 60 minut. Materiał węglowy po karbonizacji miesza się z wodorotlenkiem potasu w stosunku masowym 1:4. Tak otrzymaną mieszaninę w ilości 40 g umieszcza się w piecu rurowym, przy przepływie azotu przez rurę z szybkością 10 litrów/godzinę i poddaje się procesowi aktywacji w taki sposób, że mieszaninę ogrzewa się przy wzroście temperatury 5°C na minutę do temperatury 700°C. Proces aktywacji w temperaturze 700°C trwa 60 minut. Następnie otrzymany aktywowany materiał węglowy chłodzi się w strumieniu gazu obojętnego do temperatury pokojowej. Otrzymano produkt w postaci czarnego proszku z wydajnością 7%. Uzyskano następujące wyniki analizy elementarnej CHNS; wartości wyliczone w % względem masy; C = 88,95; H = 0,26; N = 0,08; S = 0,08.
Następnie wytworzono elektrody (1) kondensatora elektrochemicznego w kształcie tabletek o masie 20 mg i powierzchni geometrycznej 1,13 cm2 składające się z 85% wag. materiału węglowego otrzymanego sposobem według wynalazku wskutek procesu karbonizacji kompostu popieczarkowego w temperaturze 650°C oraz aktywacji w temperaturze 700°C, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej. Elektrolit stanowił wodny roztwór 1 mol/L H2SO4. Badania elektrochemiczne
PL 243053 Β1 prowadzono w dwuelektrodowym naczyniu elektrochemicznym. Parametry pracy kondensatora wyznaczano za pomocą następujących technik badawczych: woltamperometrii cyklicznej (1-100 mV/s) oraz galwanostatycznego ładowania/wyładowania (100 mA/g - 5 A/g). Uzyskane wartości pojemności w [F/g] zamieszczono w tabeli 7.
Tabela 7
6MKOH [F/g] (ad. przykład 7A) IM H2SO4 [F/g] (ad. przykład 7B)
Woltamperometria cykliczna
1 mV/s 221 213
10 mV/s 166 181
100 mY/s 30 123
Galwanostatyczne ładowanie i wyładowanie
100 mA/g 212 213
1 A/g 175 184
5 A/g 63 150
Zastrzeżenia patentowe

Claims (5)

1. Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierająca węgiel aktywny znamienna tym, że węgiel aktywny został otrzymany następującym sposobem:
a) miesza się co najmniej słomę z materiałem będącym źródłem azotu, korzystnie obornikiem, gipsem i wodą w celu uzyskania mieszanki,
b) następnie kompostuje się mieszankę w wyniku czego otrzymuje się kompost fazy I,
c) potem kompost fazy I poddaje się procesowi pasteryzacji w tunelach pasteryzacyjnych w celu wyeliminowania szkodliwych dla pieczarki mikroorganizmów,
d) następnie do kompostu fazy I wysiewa się grzybnię pieczarki,
e) potem wysianą grzybnię pieczarki poddaje się procesowi inkubacji w tunelach w wyniku którego to procesu otrzymuje się w pełni przerośnięte grzybnią podłoże do uprawy pieczarki,
f) następnie podłoże do uprawy pieczarki wraz z okrywą torfową nakłada się na półki uprawowe w pieczarkarni, gdzie przeprowadza się proces uprawy grzybów,
g) następnie zużyte podłoże do uprawy pieczarki poddaje się termicznej dezynfekcji i usuwa się z półek uprawowych w pieczarkami, przy czym usunięte podłoże, które po procesie uprawy grzybów zawiera okrywę torfową, stanowi kompost popieczarkowy,
h) następnie kompost popieczarkowy poddaje się procesowi karbonizacji w temperaturze od 600 do 850°C, korzystnie 650°C.
2. Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierające węgiel aktywny według zastrz. 1 znamienna tym, że kompost popieczarkowy w procesie karbonizacji ogrzewa się przy stałym wzroście temperatury, korzystnie 5°C na minutę, aż do osiągnięcia docelowej temperatury karbonizacji, czyli temperatury od 600 do 850°C, korzystnie temperatury 650°C.
3. Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierające węgiel aktywny według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że kompost popieczarkowy po procesie karbonizacji poddaje się aktywacji za pomocą wodorotlenku potasu lub wodorotlenku sodu w temperaturze od 600 do 850°C, korzystnie 700°C.
4. Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierające węgiel aktywny według zastrz. 3, znamienna tym, że kompost popieczarkowy po procesie karbonizacji poddaje się aktywacji
PL 243053 BI na drodze zmieszania z wodorotlenkiem sodu lub wodorotlenkiem potasu w stosunku masowym od 1:1 do 1:10, korzystnie 1:4.
5. Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierające węgiel aktywny według zastrz. 1-4 znamienna tym, że składa się z 85% wag. materiału węglowego, 10% wag. materiału wiążącego i w 5% wag. sadzy acetylenowej.
PL429208A 2019-03-08 2019-03-08 Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierająca węgiel aktywny wytworzony z materiału organicznego PL243053B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL429208A PL243053B1 (pl) 2019-03-08 2019-03-08 Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierająca węgiel aktywny wytworzony z materiału organicznego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL429208A PL243053B1 (pl) 2019-03-08 2019-03-08 Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierająca węgiel aktywny wytworzony z materiału organicznego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL429208A1 PL429208A1 (pl) 2020-09-21
PL243053B1 true PL243053B1 (pl) 2023-06-12

Family

ID=72561454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL429208A PL243053B1 (pl) 2019-03-08 2019-03-08 Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierająca węgiel aktywny wytworzony z materiału organicznego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL243053B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL429208A1 (pl) 2020-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Martínez-Casillas et al. A sustainable approach to produce activated carbons from pecan nutshell waste for environmentally friendly supercapacitors
Ahmed et al. Studies on activated carbon derived from neem (azadirachta indica) bio-waste, and its application as supercapacitor electrode
Lado et al. Sugarcane biowaste-derived biochars as capacitive deionization electrodes for brackish water desalination and water-softening applications
Thambidurai et al. Preparation and electrochemical behaviour of biomass based porous carbons as electrodes for supercapacitors—a comparative investigation
Li et al. Spraying carbon powder derived from mango wood biomass as high-performance anode in bio-electrochemical system
Zhang et al. Tubular bamboo charcoal for anode in microbial fuel cells
Ortiz-Olivares et al. Production of nanoarchitectonics corncob activated carbon as electrode material for enhanced supercapacitor performance
CN108117073B (zh) 一种利用水葫芦制备多孔碳材料的方法及应用
Lobato-Peralta et al. Activated carbon from wasp hive for aqueous electrolyte supercapacitor application
US20150291432A1 (en) Production of activated carbon from tobacco leaves by simultaneous carbonization and self-activation and the activated carbon thus obtained
CN108529587A (zh) 一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法及其应用
Lobato-Peralta et al. Polymer superabsorbent from disposable diaper as a sustainable precursor for the development of stable supercapacitor electrode
CN104795565A (zh) 富含杂原子的多孔石墨烯粉体及其制备方法和应用
Liu et al. A novel self-bonding 3D carbon particle bioanode derived from agricultural residue for improving the enrichment of electroactive bacteria in microbial fuel cell
Ajay et al. Performance studies of bamboo based nano activated carbon electrode material for supercapacitor applications
Maan et al. Efficient anode material derived from nutshells for bio-energy production in microbial fuel cell
CN105140528A (zh) 一种自掺杂微生物燃料电池阳极材料及其制备方法
CN109850896A (zh) 一种原生凤眼莲生物质碳多孔电极材料的制备方法和应用
Yan et al. Straw-derived macroporous biochar as high-performance anode in microbial fuel cells
CN103964433A (zh) 一种用于超级电容器电极材料煤基活性炭的制备方法
Lobato-Peralta et al. Evaluating the impact of pre-carbonization on activated carbon production from animal-origin precursors for supercapacitor electrode applications
CN107732209B (zh) 一种以混合菌渣废料制备锂离子碳负极材料的方法
CN107739031A (zh) 一种以菌渣废料制备锂离子碳负极材料的方法
PL243053B1 (pl) Elektroda kondensatora elektrochemicznego zawierająca węgiel aktywny wytworzony z materiału organicznego
CN116253900A (zh) 一种高纯度腐殖酸的制备方法