Βιοεξανθρακώματα προερχόμενα από γεωργικά υπολείμματα καλλιέργειας ακτινιδίου για την αποθήκευση ενέργειας μέσω υπερπυκνωτών
Loading...
Date
2026-10-13
Authors
Λιάκου, Κλειώ
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει την αξιοποίηση ξηρών κλαδεμάτων ακτινιδίου (Actinidia deliciosa) ως πρώτης ύλης για την παραγωγή ενεργοποιημένων βιοεξανθρακωμάτων, με στόχο την εφαρμογή τους ως υλικά ηλεκτροδίων σε συμμετρικούς υπερπυκνωτές διπλού ηλεκτρικού στρώματος (EDLCs). Τα υλικά παρασκευάστηκαν μέσω αργής πυρόλυσης σε ατμόσφαιρα αζώτου, χημικής ενεργοποίησης με υδατικό διάλυμα υδροξειδίου του καλίου (KOH) και δεύτερης πυρόλυσης. Μελετήθηκαν οκτώ δείγματα, με διαφορετικές αναλογίες βιοεξανθρακώματος/KOH, θερμοκρασίες δεύτερης πυρόλυσης (700, 800 ή 900 °C) και χρόνους παραμονής (30 ή 60 min).
Ο χαρακτηρισμός των υλικών πραγματοποιήθηκε με ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM), περίθλαση ακτίνων Χ (XRD) και ποροσιμετρία αζώτου, με εφαρμογή των μεθόδων BET, BJH και MP. Οι συμμετρικοί υπερπυκνωτές αξιολογήθηκαν με κυκλική βολταμμετρία (CV), ηλεκτροχημική φασματοσκοπία εμπέδησης (EIS) και γαλβανοστατική φόρτιση–εκφόρτιση (GCD). Η κυκλική σταθερότητα εξετάστηκε για 10,000 κύκλους σε πυκνότητα ρεύματος 2 A g⁻¹.
Οι συνθήκες παρασκευής επηρέασαν την ανάπτυξη του πορώδους και την ηλεκτροχημική απόδοση. Το δείγμα DKB700K(1:3)800 παρουσίασε την υψηλότερη απόδοση, με ειδική χωρητικότητα 145.56 F g⁻¹ ανά ηλεκτρόδιο στα 0.2 A g⁻¹ και ενεργειακή πυκνότητα 5.05 Wh kg⁻¹. Όλα τα δείγματα διατήρησαν περισσότερο από το 85% της αρχικής τους χωρητικότητας μετά από 10,000 κύκλους. Η μέγιστη ειδική επιφάνεια BET δεν αντιστοιχούσε στη μέγιστη ηλεκτροχημική απόδοση, γεγονός που αναδεικνύει τη σημασία της προσβασιμότητας και της κατανομής των πόρων. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν τη δυνατότητα αξιοποίησης κλαδεμάτων ακτινιδίου για την παραγωγή πορωδών ανθρακούχων ηλεκτροδίων για EDLCs.
Description
Keywords
Κλαδέματα ακτινιδίου, Βιοεξανθρακώματα, Χημική ενεργοποίηση, Ηλεκτρικοί πυκνωτές διπλής στιβάδας EDLCs, Αποθήκευση ενέργειας, Πυρόλυση, Ειδική χωρητικότητα, Πορώδες, Καυστικό κάλιο, Ηλεκτρόδια, Ηλεκτρολύτες