Name: evaluating the electrochemical properties of supercapacitors using the three-electrode system
Uploaded: 2022-01-07T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Evaluating the Electrochemical Properties of Supercapacitors using the Three-Electrode System at JoVE.com

تم دعم هذا العمل من قبل المعهد الكوري لتقييم وتخطيط تكنولوجيا الطاقة (KETEP) ووزارة التجارة والصناعة والطاقة (MOTIE) في جمهورية كوريا (رقم 20214000000280) ، ومنحة أبحاث الدراسات العليا بجامعة تشونغ آنغ لعام 2021.

1. تصنيع القطب الكهربائي والمكثف الفائق (الشكل 1)
<ol><li>قم بإعداد الأقطاب الكهربائية قبل التحليل الكهروكيميائي عن طريق الجمع بين 80٪ من الوزن (الوزن) ٪ من المادة الفعالة القطب (0.8 غرام من الكربون المنشط) ، و 10 ٪ من الوزن من المادة الموصلة (0.1 غرام من أسود الكربو...

توفر هذه الدراسة بروتوكولا لمختلف التحليلات باستخدام نظام ثلاثي الأقطاب الكهربائية مع جهاز potentiostat. يستخدم هذا النظام على نطاق واسع لتقييم الأداء الكهروكيميائي للمكثفات الفائقة. يعد التسلسل المناسب لكل تحليل (CV و GCD و EIS) مهما للحصول على بيانات كهروكيميائية محسنة. بالمقارنة مع نظام القطبي?...

جذبت المكثفات الفائقة اهتماما هائلا كمصادر طاقة مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات مثل الأجهزة الإلكترونية الدقيقة والمركبات الكهربائية (EVs) وأنظمة تخزين الطاقة الثابتة. في تطبيقات EV ، يمكن استخدام المكثفات الفائقة للتسارع السريع ويمكن أن تمكن من تخزين الطاقة المتجددة أثناء عمليات التباطؤ والكبح. في مجالات الطاقة المتجددة ، مثل توليد الطاقة الشمسية1 وتوليد طاقة الرياح2 ، يمكن استخدام المكثفات الفائقة كأنظمة تخزين طاقة ثابتة 3,4. وتوليد الطاقة المتجددة محدود بسبب الطبيعة المتقلبة والمتقطعة لإمدادات الطاقة هذه؛ لذلك ، يلزم وجود نظام لتخزين الطاقة يمكنه الاستجابة على الفور أثناء توليد الطاقة غير المنتظم5. المكثفات الفائقة ، التي تخزن الطاقة عبر آليات تختلف عن تلك الموجودة في بطاريات الليثيوم أيون ، تظهر كثافة طاقة عالية ، وأداء دورة مستقر ، وتفريغ سريع للشحن6. اعتمادا على آلية التخزين ، يمكن تمييز المكثفات الفائقة إلى مكثفات مزدوجة الطبقة (EDLCs) ومكثفات زائفة7. تتراكم EDLCs الشحنة الكهروستاتيكية على سطح القطب الكهربائي. لذلك ، يتم تحديد السعة من خلال كمية الشحنة ، والتي تتأثر بمساحة السطح والبنية المسامية لمواد القطب الكهربائي. على النقيض من ذلك ، فإن المكثفات الزائفة ، التي تتكون من البوليمرات الموصلة ومواد أكسيد المعادن ، تخزن الشحنة من خلال عملية تفاعل Faradaic. ترتبط الخصائص الكهروكيميائية المختلفة للمكثفات الفائقة بمواد القطب الكهربائي ، وتطوير مواد قطب كهربائي جديدة هي القضية الرئيسية في تحسين أداء المكثفات الفائقة8. وبالتالي ، فإن تقييم الخصائص الكهروكيميائية لهذه المواد أو الأنظمة الجديدة أمر مهم في تقدم الأبحاث والمزيد من التطبيقات في الحياة الحقيقية. في هذا الصدد ، يعد التقييم الكهروكيميائي باستخدام نظام ثلاثي الأقطاب الكهربائية هو الطريقة الأساسية والمستخدمة على نطاق واسع في الأبحاث على نطاق المختبر لأنظمة تخزين الطاقة9،10،11،12،13.
نظام الأقطاب الثلاثة هو نهج بسيط وموثوق به لتقييم الخصائص الكهروكيميائية ، مثل السعة المحددة والمقاومة والتوصيلية الكهربية وعمر الدورة للمكثفات الفائقة14. يوفر النظام ميزة تمكين تحليل الخصائص الكهروكيميائية للمواد المفردة15 ، والتي تتناقض مع نظام القطبين ، حيث يمكن دراسة الخصائص من خلال تحليل المادة المعطاة. يعطي نظام القطبين فقط معلومات حول التفاعل بين قطبين كهربائيين. إنها مناسبة لتحليل الخصائص الكهروكيميائية لنظام تخزين الطاقة بأكمله. إمكانات القطب ليست ثابتة. لذلك ، من غير المعروف في أي جهد يحدث التفاعل. ومع ذلك ، يقوم نظام الأقطاب الثلاثة بتحليل قطب كهربائي واحد فقط مع إمكانات التثبيت التي يمكنها إجراء تحليل مفصل للقطب الواحد. لذلك ، يستهدف النظام تحليل الأداء المحدد على المستوى المادي. يتكون نظام الأقطاب الثلاثة من قطب كهربائي عامل (WE) ، وقطب مرجعي (RE) ، وقطب مضاد (CE) 16,17. WE هو هدف البحث والتقييم لأنه يؤدي التفاعل الكهروكيميائي محل الاهتمام18 ويتكون من مادة أكسدة واختزال ذات أهمية محتملة. في حالة EDLCs ، فإن استخدام مواد ذات مساحة سطح عالية هو القضية الرئيسية. لذلك ، يفضل استخدام المواد المسامية ذات المساحة السطحية العالية والمسام الدقيقة ، مثل الكربون المسامي والجرافين والأنابيب النانوية ، 19,20. الكربون المنشط هو المادة الأكثر شيوعا ل EDLCs بسبب مساحته المحددة العالية (>1000 م2 / جم) والعديد من المسام الدقيقة. يتم تصنيع المكثفات الزائفة بمواد يمكن أن تخضع لتفاعل Faradaic21. تستخدم أكاسيد المعادن (RuO x ، MnOx ، إلخ) والبوليمرات الموصلة (ANI ، PPy ، إلخ) بشكل شائع22. يتم استخدام RE و CE لتحليل الخصائص الكهروكيميائية ل WE. ويعمل النظام RE كمرجع لقياس إمكانات النظام والتحكم فيها؛ يتم اختيار قطب الهيدروجين العادي (NHE) و Ag / AgCl (KCl المشبع) بشكل عام على أنه RE23. يتم إقران CE مع WE ويكمل الدائرة الكهربائية للسماح بنقل الشحن. بالنسبة ل CE ، يتم استخدام مواد خاملة كهروكيميائيا ، مثل البلاتين (Pt) والذهب (Au)24. يتم توصيل جميع مكونات نظام الأقطاب الثلاثة بجهاز potentiostat ، الذي يتحكم في إمكانات الدائرة بأكملها.
يعد قياس الفولتامتر الدوري (CV) ، وتفريغ الشحنة الجلفانوستاتيكية (GCD) ، والتحليل الطيفي للمعاوقة الكهروكيميائية (EIS) طرقا تحليلية نموذجية تستخدم نظام ثلاثي الأقطاب الكهربائية. يمكن تقييم الخصائص الكهروكيميائية المختلفة للمكثفات الفائقة باستخدام هذه الطرق. CV هي الطريقة الكهروكيميائية الأساسية المستخدمة للتحقيق في السلوك الكهروكيميائي (معامل نقل الإلكترون ، عكسه أو لا رجعة فيه ، إلخ) والخصائص السعوية للمواد أثناء عمليات الأكسدة والاختزال المتكررة14,24. تظهر مؤامرة السيرة الذاتية قمم الأكسدة والاختزال المتعلقة بتقليل المادة وأكسدتها. من خلال هذه المعلومات ، يمكن للباحثين تقييم أداء القطب وتحديد الجهد حيث يتم تقليل المادة وأكسدتها. علاوة على ذلك ، من خلال تحليل السيرة الذاتية ، من الممكن تحديد كمية الشحنة التي يمكن أن تخزنها المواد أو القطب الكهربائي. الشحنة الإجمالية هي دالة للجهد ، ويمكن حساب السعة بسهولة 6,18. السعة هي القضية الرئيسية في المكثفات الفائقة. تمثل السعة الأعلى القدرة على تخزين المزيد من الشحن. تؤدي EDLCs إلى ظهور أنماط CV مستطيلة الشكل مع خطوط خطية بحيث يمكن حساب سعة القطب بسهولة. المكثفات الزائفة تقدم قمم الأكسدة والاختزال في قطع مستطيلة. بناء على هذه المعلومات ، يمكن للباحثين تقييم الخصائص الكهروكيميائية للمواد باستخدام قياسات CV18.
GCD هي طريقة شائعة الاستخدام لتحديد استقرار دورة القطب الكهربائي. للاستخدام على المدى الطويل ، يجب التحقق من استقرار الدورة بكثافة تيار ثابتة. تتكون كل دورة من خطوات تفريغ الشحن14. يمكن للباحثين تحديد استقرار الدورة من خلال الاختلافات في الرسم البياني للشحن والتفريغ ، والاحتفاظ بالسعة المحددة ، وكفاءة كولومبيك. EDLCs تؤدي إلى نمط خطي. وبالتالي ، يمكن حساب السعة المحددة للقطب الكهربائي بسهولة باستخدام ميل منحنى التفريغ6. ومع ذلك ، تظهر المكثفات الزائفة نمطا غير خطي. يختلف منحدر التفريغ أثناء عملية التفريغ7. علاوة على ذلك ، يمكن تحليل المقاومة الداخلية من خلال انخفاض المقاومة الحالية (IR) ، وهو الانخفاض المحتمل بسبب المقاومة 6,25.
EIS هي طريقة مفيدة لتحديد مقاومة أنظمة تخزين الطاقة دون تدمير العينة26. يمكن حساب المعاوقة عن طريق تطبيق الجهد الجيبي وتحديد زاوية الطور14. المعاوقة هي أيضا دالة على التردد. لذلك ، يتم الحصول على طيف EIS عبر مجموعة من الترددات. في الترددات العالية ، تكون العوامل الحركية مثل المقاومة الداخلية ونقل الشحنة عاملة24,27. عند الترددات المنخفضة ، يمكن اكتشاف عامل الانتشار ومقاومة Warburg ، والتي ترتبط بنقل الكتلة والديناميكا الحرارية24,27. EIS هي أداة قوية لتحليل الخصائص الحركية والديناميكية الحرارية للمادة في نفس الوقت28. تصف هذه الدراسة بروتوكولات التحليل لتقييم الأداء الكهروكيميائي للمكثفات الفائقة باستخدام نظام ثلاثي الأقطاب الكهربائية.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Activated carbon</td>
			<td>GS</td>
			<td></td>
			<td>Active material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ag/AgCl electrode</td>
			<td>BASi</td>
			<td>RE-5B</td>
			<td>Reference electrode</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon black</td>
			<td>Hyundai</td>
			<td></td>
			<td>Conductive material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desicator</td>
			<td>Navimro</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode pressing machine</td>
			<td>Rotech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extractor</td>
			<td>WonA Tech</td>
			<td></td>
			<td>Convert program (raw data to excel form)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol(IPA)</td>
			<td>Samchun</td>
			<td>I0346</td>
			<td>Solvent to melt the binder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polytetrafluoroethylene(PTFE)</td>
			<td>Hyundai</td>
			<td></td>
			<td>Binder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potentiostat</td>
			<td>WonA Tech</td>
			<td>Zive SP1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pt electrode</td>
			<td>BASi</td>
			<td>MW-018122017</td>
			<td>Counter electrode</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reaction flask</td>
			<td>Duran</td>
			<td></td>
			<td>Container for electrolyte</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SM6</td>
			<td>WonA Tech</td>
			<td></td>
			<td>Program of setting sequence and measuring electrochemical result</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sulfuric acid</td>
			<td>Samshun</td>
			<td>S1423</td>
			<td>Electrolyte</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SUS mesh</td>
			<td>Navimro</td>
			<td></td>
			<td>Current collector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon cap</td>
			<td>WonA Tech</td>
			<td></td>
			<td>Cap of the electrolyte continer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zman</td>
			<td>WonA Tech</td>
			<td></td>
			<td>EIS program</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluating the electrochemical properties of supercapacitors using the three-electrode system

نظام الأقطاب الثلاثة هو منصة تحليلية أساسية وعامة للتحقيق في الأداء الكهروكيميائي وخصائص أنظمة تخزين الطاقة على مستوى المواد. المكثفات الفائقة هي واحدة من أهم أنظمة تخزين الطاقة الناشئة التي تم تطويرها في العقد الماضي. هنا ، تم تقييم الأداء الكهروكيميائي للمكثف الفائق باستخدام نظام ثلاثي الأقطاب الكهربائية مع جهاز potentiostat. يتكون نظام الأقطاب الثلاثة من قطب كهربائي عامل (WE) ، وقطب مرجعي (RE) ، وقطب مضاد (CE). WE هو القطب الكهربائي حيث يتم التحكم في الجهد ويتم قياس التيار ، وهو هدف البحث. يعمل RE كمرجع لقياس إمكانات النظام والتحكم فيها ، ويستخدم CE لإكمال الدائرة المغلقة لتمكين القياسات الكهروكيميائية. يوفر هذا النظام نتائج تحليلية دقيقة لتقييم المعلمات الكهروكيميائية مثل السعة المحددة والاستقرار والمعاوقة من خلال قياس الفولتام الدوري (CV) وتفريغ الشحنة الجلفانوستاتيكية (GCD) والتحليل الطيفي للمعاوقة الكهروكيميائية (EIS). يتم اقتراح العديد من بروتوكولات التصميم التجريبي من خلال التحكم في قيم المعلمات للتسلسل عند استخدام نظام ثلاثي الأقطاب الكهربائية مع جهاز potentiostat لتقييم الأداء الكهروكيميائي للمكثفات الفائقة. من خلال هذه البروتوكولات ، يمكن للباحث إنشاء نظام ثلاثي الأقطاب الكهربائية للحصول على نتائج كهروكيميائية معقولة لتقييم أداء المكثفات الفائقة.

تم تصنيع الأقطاب الكهربائية وفقا لخطوة البروتوكول 1 (الشكل 1). تم إرفاق أقطاب كهربائية رقيقة ومتجانسة بشبكة SUS بحجم 1 سم 2 وسمك 0.1-0.2 مم. بعد التجفيف ، تم الحصول على وزن القطب النقي. تم غمر القطب الكهربائي في إلكتروليت مائي 2 M H2SO4 ، وسمح للإلكتروليت باختراق القط?...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluating the Electrochemical Properties of Supercapacitors using the Three-Electrode System at JoVE.com

Evaluating the Electrochemical Properties of Supercapacitors using the Three-Electrode System

يصف البروتوكول تقييم الخواص الكهروكيميائية المختلفة للمكثفات الفائقة باستخدام نظام ثلاثي الأقطاب الكهربائية مع جهاز potentiostat.

تقييم الخواص الكهروكيميائية للمكثفات الفائقة باستخدام نظام الأقطاب الثلاثة

The three-electrode system is a basic and general analytical platform for investigating the electrochemical performance and characteristics of energy ...

نقدم بروتوكولا مفصلا لتقييم المكثفات الفائقة من خلال نظام ثلاثي الأقطاب الكهربائية. يمكن للباحث إعداد نظام ثلاثي الأقطاب للحصول على أبحاث كهروكيميائية جيدة من خلال هذه البروتوكولات. نظام الأقطاب الثلاثة هو نهج موثوق به لتقييم الخصائص الكهروكيميائية ، مثل مقاومة السعة المحددة للمكثفات الفائقة.يوفر ميزة تحليل مستوى المواد الفردية. في نظام تخزين الطاقة ، وهو مجال مادة سلبي ، يمكن للباحثين تحديد الأداء الكهروكيميائي للمواد التوليفية وتقييمها من خلال هذا البروتوكول. قم بإعداد الأقطاب الكهربائية قبل التحليل الكهروكيميائي عن طريق الجمع بين 0.8 جرام من الكربون المنشط و 0.1 جرام من أسود الكربون و 0.1 جرام من الموثق.إسقاط 0.1 إلى 0.2 ملليلتر من الأيزوبروبانول في هذا الخليط. ثم ، انشر الخليط بشكل رقيق في عجينة مع أسطوانة. قطع شبكة الفولاذ المقاوم للصدأ إلى 1.5 سم في العرض وخمسة سنتيمترات في الطول وإرفاق عجينة القطب الكهربائي من سمك 0.1 إلى 0.2 ملم مع آلة ضغط القطب الكهربائي إلى شبكة الفولاذ المقاوم للصدأ.جفف قطب المكثف الفائق المجمع في فرن عند 80 درجة مئوية لمدة يوم تقريبا لتبخير الأيزوبروبانول. قم بوزن شبكة الفولاذ المقاوم للصدأ للحصول على وزن القطب الكهربائي ثم اغمر الشبكة في المنحل بالكهرباء لمحلول مائي من حمض الكبريتيك ثنائي المولي. ضع شبكة الفولاذ المقاوم للصدأ في مجفف لإزالة فقاعات الهواء على سطح قطب المكثف الفائق.قم بتشغيل برنامج قياس potentiostat لتعيين ملف تسلسل تجربة القياس. انقر فوق الزر تجربة في شريط الأدوات، وانتقل إلى محرر ملفات التسلسل، وحدد جديد أو انقر مباشرة فوق الزر تسلسل جديد. انقر فوق الزر إضافة لإضافة خطوة تسلسل.في كل خطوة، قم بتعيين التحكم ك SWEEP، والتكوين ك PSTAT، والوضع ك CYCLIC، والنطاق ك AUTO. قم بتعيين المرجع للمرجع الأولي والأوسط والنهائي كمرجع E وأدخل القيم المعنية ضمن القيمة. لتعيين معدل فحص الجهد، أدخل القيم المعنية في قيم معدل المسح الضوئي.اضبط أوقات الهدوء على أنها صفر والمقاطع على أنها الرقم 2N زائد واحد حيث N هو عدد الدورات. هنا ، تم تطبيق 21 لمدة 10 دورات. انسخ الخطوة الأولى والصقها من الخطوة الثانية إلى الخطوة الخامسة بالنقر فوق لصق على.تغيير قيم معدل المسح الضوئي.قم بتعيين شرط القطع كشرط-1 ، وقم بتعيين العنصر كنهاية الخطوة ، وانتقل إلى التالي كالتالي. في قسم إعداد متفرقات التحكم، ضمن علامة التبويب أخذ العينات، قم بتعيين العنصر كأوقات، وOP أكبر من أو يساوي وقيمة دلتا ك 0.333333 و0.166666 و0.111111 و0.06667 و0.0333 لكل معدل فحص. هذا هو الفاصل الزمني لتسجيل البيانات.انقر فوق حفظ باسم لحفظ ملف تسلسل تحليل السيرة الذاتية في أي مجلد كمبيوتر. بعد تعيين ملف تسلسل تجربة القياس وإضافة خطوة تسلسل، في الخطوة الأولى، قم بتعيين التحكم كثابت، والتكوين كGSTAT، والوضع كعادي، والنطاق كتلقائي.عندما تكون كتلة القطب 0.00235 جرام ، اضبط القيمة على 0.0018618 أمبير ، مما يعني أن كثافة التيار هي 1 أمبير لكل جرام. في قسم التحكم في الإعداد المتنوع، في علامة التبويب أخذ العينات، قم بتعيين العنصر كأوقات، وOP أكبر من أو يساوي وقيمة دلتا ك 0.1.في الخطوة الثانية، التيار هو القيمة السالبة للخطوة الأولى. لتعيين الشرط-1، اضبط العنصر على أنه جهد كهربائي، وOP على أنه أقل من أو يساوي على، وقيمة دلتا على أنها ناقص 0.2 فولت، والانتقال التالي على أنه التالي. في الخطوة الثالثة، قم بتعيين عنصر التحكم ك LOOP، والتكوين كدورة، وقم بتعيين القائمة 1 في الشرط-1 من حالة القطع كحلقة تالية، وانتقل إلى التالي كخطوة أولى، وقم بتعيين القائمة 2 كنهاية الخطوة وانتقل التالي كالتالي.اضبط قيمة التكرار على أنها 10، وهي عدد الدورات المتكررة. تشكل الخطوة الأولى والثانية والخطوة الثالثة حلقة واحدة. انسخها والصقها بعد الخطوة الرابعة وقم بتغيير قيمة الأمبير الحالي إلى أي من القيم المحسوبة لمختلف الكثافات الحالية البالغة 2 و 3 و 5 و 10 أمبير لكل جرام.انقر على حفظ باسم لحفظ ملف تسلسل تحليل GCD في أي مجلد كمبيوتر قم بتشغيل برنامج قياس potentiostat لتعيين ملف تسلسل تجربة القياس. انقر فوق الزر تجربة في شريط الأدوات وانتقل إلى محرر ملفات التسلسل وجديد أو انقر فوق الزر تسلسل جديد. انقر فوق الزر إضافة لإضافة خطوة تسلسل.في الخطوة الأولى، اضبط التحكم كثابت، والتكوين ك PSTAT، والوضع كمؤقت STOP، والنطاق كAUTO. اضبط مرجع الجهد كمرجع E والقيمة على أنها 0.5 فولت، وهو نصف حجم نطاق الجهد. بالنسبة للشرط-1، قم بتعيين العنصر كوقت الخطوة، وOP أكبر من أو يساوي ذلك، وقيمة دلتا كثلاثة، والانتقال التالي كالتالي.هذه هي عملية تثبيت جهاز potentiostat. في الخطوة الثانية، قم بتعيين التحكم ك EIS، والتكوين ك PSTAT، والوضع ك LOG، والنطاق ك AUTO. اضبط سرعة الأولي كالمعتاد، وقيمة الأولي والأوسط على أنه ميغاهرتز واحد، وهي قيمة التردد العالي، والنهائي كميكروهرتز واحد، وهي قيمة التردد المنخفض.قم بتعيين مرجع التحيز كمرجع E والقيمة ك 0.5 فولت. للحصول على نتيجة استجابة خطية، اضبط السعة على أنها مللي فولت واحدة، واضبط الكثافة على أنها 10، والتكرار على أنها واحدة. انقر فوق حفظ باسم لحفظ ملف تسلسل تحليل EIS في أي مجلد كمبيوتر.قم بتوصيل الأنواع الثلاثة من الخطوط ، القطب الكهربائي العامل ، القطب المرجعي الفضي في كلوريد الفضة ، والقطب المضاد ، أي سلك البلاتين ، بشبكة SUS ، على التوالي. قم بتوصيل الخط الرابع ، مستشعر العمل ، بقطب العمل. املأ 100 ملليلتر من المنحل بالكهرباء بحمض الكبريتيك المائي ثنائي المولي في دورق.قم بتغطية الحاوية الزجاجية بغطاء واغمر الأقطاب الكهربائية الثلاثة في المنحل بالكهرباء من خلال ثقب في الغطاء. ضع الأقطاب الكهربائية للحفاظ على القطب العامل على مسافة ثابتة بين القطب المضاد والقطب المرجعي. قم بتشغيل جهاز potentiostat وتشغيل برنامج القياس لإجراء تحليلات CV و GCD و EIS.قم بتشغيل برنامج القياس وافتح التسلسل المعد. انقر فوق تطبيق على CH لإدراج تسلسل قناة potentiostat. ابدأ القياس بالنقر فوق الزر ابدأ.يشير الرسم البياني المتطور على شكل مستطيل في معدل المسح الضوئي من 10 إلى 200 مللي فولت في الثانية إلى خصائص EDLC ويؤكد أن المكثف الفائق يعمل بشكل جيد مثل EDLC. عندما كان معدل المسح الضوئي أعلى من 300 مللي فولت في الثانية ، فقد الرسم البياني شكله المستطيل ، مما يعني أن القطب الكهربائي فقد خصائص EDLC. قدم الرسم البياني GCD للقطب الكهربائي ملفا خطيا متماثلا في جميع الكثافات الحالية.هذه أيضا خاصية مميزة ل EDLC. أظهر القطب الكهربائي العامل AC احتفاظا بالسعة بنسبة 99.2٪ على مدار 10000 دورة بكثافة حالية تبلغ 10 أمبير لكل جرام. في مؤامرة Nyquist ، يتوافق الجزء A مع مقاومة السلسلة المكافئة.يقدم الجزء B نصف دائرة ، يعكس قطرها مقاومة المنحل بالكهرباء في مسام الأقطاب الكهربائية أو مقاومة نقل الشحنة. علاوة على ذلك ، يتم تفسير مجموع الأجزاء A و B على أنها المقاومة الداخلية. في الجزء C ، تشير منطقة خط الزاوية 45 درجة إلى حد نقل الحديد لهياكل القطب الكهربائي في المنحل بالكهرباء أو حد نقل الحديد في المنحل بالكهرباء السائبة.يعزى الخط الرأسي في الجزء D إلى السلوك السعوي السائد للطبقة المزدوجة الكهربائية التي تشكلت في القطب الكهربائي أو واجهة المنحل بالكهرباء. عملية الحصول على الوزن الدقيق للقطب الكهربائي هي الأكثر أهمية. يتطلب تقييم الأداء الدقيق معرفة الوزن الدقيق لكل مادة ، بما في ذلك الأقطاب الكهربائية.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Engineering

Unit 1

Energy Storage Elements

SCIENTISTS IN ACTION

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

تلفيق من VB<sub&gt; 2</sub&gt; / الخلايا الكهروكيميائية الهواء للاختبار

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

الاتصال أحادي الطبقة المنشطات من السيليكون السطوح والأسلاك المتناهية الصغر عن طريق المركبات الفوسفورية العضوية

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Using Microwave and Macroscopic Samples of Dielectric Solids to Study the Photonic Properties of Disordered Photonic Bandgap Materials

باستخدام الميكروويف وعينات ترى بالعين المجردة وعازل المواد الصلبة لدراسة خصائص الضوئية من المختلين المواد الضوئية فرق الطاقة

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). ...

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

دمج ثلاثية-ثلاثية الابادة نظام يصل التحويل إلى تعزيز صبغ توعية للاستجابة الخلايا الشمسية لذات فجوة الحزمة الفرعية الخفيفة

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

Electroactive Polymer Nanoparticles Exhibiting Photothermal Properties

خصائص Electroactive البوليمر النانوية نستعرض ضوئي؛ ضوحراري

A method for the synthesis of electroactive polymers is demonstrated, starting with the synthesis of extended conjugation monomers using a three-step ...

Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel

قوة كوريوليس يفصل وآثار الطفو الدورية على الحرارة كامل-ميدان نقل خصائص قناة الدورية

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that ...

Three-electrode Coin Cell Preparation and Electrodeposition Analytics for Lithium-ion Batteries

إعداد الخلية عمله ثلاثة-القطب وتحليلات اليكتروديبوسيشن لبطاريات الليثيوم أيون

As lithium-ion batteries find use in high energy and power applications, such as in electric and hybrid-electric vehicles, monitoring the degradation and ...

Evaluating Targeting Accuracy in the Focal Plane for an Ultrasound-guided High-intensity Focused Ultrasound Phased-array System

تقييم دقة الاستهداف في المستوى البؤري الموجهة بالموجات فوق الصوتية عالية كثافة وركز نظام المصفوفة على مراحل بالموجات فوق الصوتية

Phased arrays are increasingly used as high-intensity focused ultrasound (HIFU) transducers in the existing extracorporeal ultrasound-guided HIFU ...

Operation of the Collaborative Composite Manufacturing (CCM) System

Operation of the Collaborative Composite Manufacturing CCM System

تشغيل نظام التصنيع المركب التعاوني (CCM)

The automated tape placement and the automated fiber placement (AFP) machines provide a safer working environment and reduce the labor intensity of ...

Application of a Coupling Agent to Improve the Dielectric Properties of Polymer-Based Nanocomposites

تطبيق عامل اقتران لتحسين خصائص عازلة من نانوكومبوسس القائم على البوليمر

In this work, an easy, low-cost, and widely applicable method was developed to improve the compatibility between the ceramic fillers and the polymer ...