Βιοεξανθρακώματα προερχόμενα από γεωργικά υπολείμματα καλλιέργειας ακτινιδίου για την αποθήκευση ενέργειας μέσω υπερπυκνωτών
| datacite.contributor.RelatedPerson | Μανίκας, Αναστάσιος | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Μπογοσιάν, Σογομών | |
| datacite.contributor.Supervisor | Παπαβασιλείου, Ιωάννα | |
| dc.contributor.author | Λιάκου, Κλειώ | |
| dc.contributor.other | Liakou, Cleo | |
| dc.date.accessioned | 2026-10-14T09:19:04Z | |
| dc.date.available | 2026-10-14T09:19:04Z | |
| dc.date.issued | 2026-10-13 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.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. | |
| dc.description.translatedabstract | This thesis investigates the use of dried kiwifruit pruning residues (Actinidia deliciosa) as a precursor for activated biochars intended for electrodes in symmetric electric double-layer capacitors (EDLCs). The biochars were produced through slow pyrolysis under nitrogen, followed by chemical activation with aqueous potassium hydroxide (KOH) and a second pyrolysis step. Eight samples were prepared by varying the biochar-to-KOH ratio, the second-stage pyrolysis temperature (700, 800 or 900 °C) and the residence time (30 or 60 min). The materials were characterized using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and nitrogen physisorption, with the BET, BJH and MP methods used to assess their surface area and pore structure. Symmetric EDLCs were assembled and evaluated by cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and galvanostatic charge–discharge (GCD). Cycling stability was tested over 10,000 cycles at 2 A g⁻¹. The preparation conditions influenced pore development and electrochemical performance. The DKB700K(1:3)800 sample showed the highest performance, reaching a specific capacitance of 145.56 F g⁻¹ per electrode at 0.2 A g⁻¹ and an energy density of 5.05 Wh kg⁻¹. All samples retained more than 85% of their initial capacitance after 10,000 cycles. The sample with the highest BET surface area did not show the highest electrochemical performance, indicating that pore accessibility and distribution also affect charge storage. The results demonstrate the potential of kiwifruit pruning residues as a feedstock for porous carbon electrodes in EDLCs. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/33106 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.subject | Κλαδέματα ακτινιδίου | |
| dc.subject | Βιοεξανθρακώματα | |
| dc.subject | Χημική ενεργοποίηση | |
| dc.subject | Ηλεκτρικοί πυκνωτές διπλής στιβάδας EDLCs | |
| dc.subject | Αποθήκευση ενέργειας | |
| dc.subject | Πυρόλυση | |
| dc.subject | Ειδική χωρητικότητα | |
| dc.subject | Πορώδες | |
| dc.subject | Καυστικό κάλιο | |
| dc.subject | Ηλεκτρόδια | |
| dc.subject | Ηλεκτρολύτες | |
| dc.subject.alternative | Plant biomass residues | |
| dc.subject.alternative | Biochars | |
| dc.subject.alternative | Electric double-layer capacitors (EDLCs) | |
| dc.subject.alternative | Potassium hydroxide (KOH) | |
| dc.title | Βιοεξανθρακώματα προερχόμενα από γεωργικά υπολείμματα καλλιέργειας ακτινιδίου για την αποθήκευση ενέργειας μέσω υπερπυκνωτών | |
| dc.title.alternative | Biochar derived from kiwifruit crop residues for energy storage using supercapacitors |