Araştırma özeti · KF-ARS-067
Ne sorulmuş
Kenevir bast lifi, süperkapasitör elektrodu için gereken yüksek yüzey alanı, mezogözeneklilik ve iletkenliği aynı malzemede verebilir mi? Çalışma lifi karbon nanotabakalara çevirip elektrodu geniş bir sıcaklık aralığında ölçüyor.
Nasıl ölçülmüş
Bast lifi hidrotermal işlemden geçirilip aktive edildi; elde edilen kısmen grafitleşmiş karbon nanotabakaların kalınlığı, özgül yüzey alanı, mezogözenek payı ve elektrik iletkenliği ölçüldü. Malzeme iyonik sıvı elektrolitli süperkapasitör hücresine elektrot olarak kuruldu ve 0 °C ile 100 °C arasında, 10 A/g'dan 100 A/g'a kadar akım yoğunluklarında kapasitans ölçüldü. Yüksek akımda kapasitansın korunması iyonların gözenek ağında hızla hareket edebildiğini gösterir; mezogözenek payı bu yüzden yüzey alanı kadar belirleyicidir.
Ne bulunmuş
Yüzey alanı 2287 m²/g'a, mezogözenek payı %58'e, iletkenlik 211-226 S/m'ye kadar ölçüldü. 0 °C ve 10 A/g'da elektrot 106 F/g korudu; 100 A/g uç akımda kapasitans korunumu %72-92 oldu ve 20, 60, 100 °C'de 113, 144, 142 F/g ölçüldü. Kayda değer olan tek tek sayılar değil birleşimi: yüksek yüzey alanı çoğu biyokütle karbonunda düşük iletkenlikle gelir, burada ikisi birlikte elde edilmiş.
Ne söylemiyor
Ölçümler laboratuvar hücresinde ve iyonik sıvı elektrolitle yapıldı; ticari hücrede elektrolit, bağlayıcı ve paketleme kütlesi eklendiğinde birim kütle başına değerler düşer. Sayılar aktif kütle üzerinden normalize edilmiştir — hücre düzeyinde performans değildir. Bu arşivde çalışmanın özetine erişildi.
| Ölçüm | Değer |
|---|---|
| Nanotabaka kalınlığı | 10-30 nm |
| Özgül yüzey alanı | 2287 m²/g'a kadar |
| Mezogözenek payı | %58'e kadar |
| Elektrik iletkenliği | 211-226 S/m |
| Kapasitans (0 °C, 10 A/g) | 106 F/g |
| Kapasitans (20 °C, 100 A/g) | 113 F/g |
| Kapasitans (60 °C, 100 A/g) | 144 F/g |
| Kapasitans (100 °C, 100 A/g) | 142 F/g |
| Kapasitans korunumu (100 A/g) | %72-92 |
Bu çalışmayı alıntıla
Wang, H., Xu, Z., Kohandehghan, A., Li, Z., Cui, K., Tan, X., Stephenson, T. J., King'ondu, C. K., Holt, C. M. B., Olsen, B. C., Tak, J. K., Harfield, D., Anyia, A. O., Mitlin, D. (2013). Interconnected Carbon Nanosheets Derived from Hemp for Ultrafast Supercapacitors with High Energy.
ACS Nano 7(6): 5131-5141. doi:10.1021/nn400731g
Bu çalışmayı kullanan sayfalar
Aşağıdaki sayfalar bu araştırmaya atıf yapıyor.
Endüstriyel kenevirin tanımı, ürün akışları ve kullanım alanları.
Süperkapasitör elektrodu ve selüloz nanokristali ölçümleri.
Kenevir lifinden alkali işlem ve asit hidrolizi ile ayrılan selüloz nanokristallerinin boyutları ve kitosan/polivinil alkol filmlerdeki takviye etkisi.
Tıbbi kannabis endüstrisinin bitkisel atığından üretilen karbon malzemenin simetrik katı hal süperkapasitörlerinde enerji depolama malzemesi olarak değerlendirilmesi.