Raggiunto un accordo proposto per un totale di 21,3 milioni di dollari canadesi in azioni collettive su condensatori elettrolitici e a film
Aug 31, 2023Rapporto sulla crescita del mercato delle reti virtuali
Aug 26, 2023Condensatore di flusso "Ritorno al futuro" lanciato da Factory Entertainment
Aug 25, 2023Rapporto globale sul mercato degli pneumatici avanzati
Aug 23, 2023I rapporti sulle ricerche di mercato dell’olio di cocco coprono le tendenze future, passate e presenti
Aug 30, 2023Gamma
Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12887 (2023) Citare questo articolo
236 accessi
Dettagli sulle metriche
I carboni attivi (AC) sono stati sviluppati dal picciolo di palma tramite un nuovo metodo ecologico composto da carbonizzazione idrotermale H2SO4 altamente diluita e pirolisi attivante KOH a bassa concentrazione seguita da modificazione superficiale indotta da raggi gamma in ambiente ossidante NaNO3. I carboni grafitici preparati sono stati successivamente utilizzati come materiale attivo per gli elettrodi dei supercondensatori. Le proprietà fisico-chimiche degli AC sono state caratterizzate utilizzando il microscopio elettronico a scansione a emissione di campo – spettroscopia a raggi X a dispersione di energia, isoterme di adsorbimento/desorbimento di N2 con analisi dell'area superficiale di Brunauer-Emmett-Teller, spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier, diffrazione di raggi X e spettroscopia Raman. Le prestazioni elettrochimiche degli elettrodi fabbricati sono state studiate mediante voltammetria ciclica, carica-scarica galvanostatica e spettroscopia di impedenza elettrochimica. Anche trattato con una concentrazione di H2SO4 estremamente bassa e un rapporto KOH:idrochar ridotto, dopo l’irradiazione gamma è stato ottenuto il SBET massimo di 1365 m2 g−1 per un AC. Ciò è stato attribuito alla formazione di reti interconnesse indotte dalle radiazioni che generano micropori all'interno della struttura del materiale. Gli elettrodi del supercondensatore hanno mostrato una capacità elettrica a doppio strato che fornisce la capacità specifica più alta di 309 F g−1 nonché un'eccellente stabilità del ciclo entro 10.000 cicli. I risultati promettenti garantiscono fortemente un'elevata possibilità di applicazione del metodo ecocompatibile nella produzione di materiali per supercondensatori.
Recentemente l’energia fossile è diventata meno attraente a causa del suo limitato approvvigionamento energetico a lungo termine e delle questioni ambientali. D’altra parte, l’energia alternativa è stata presa sempre più in considerazione per garantire la sostenibilità e un ambiente pulito. Indipendentemente dalle fonti energetiche, tutta la lavorazione dell’energia rinnovabile richiede un sistema di accumulo dell’energia stabile e affidabile (ESS). Notevole attenzione è stata rivolta ai supercondensatori poiché offrono elevata stabilità, capacità di ricarica rapida e un'ampia temperatura operativa. Questa classe di dispositivi di accumulo dell'energia presenta anche un'elevata densità di potenza con un'efficienza energetica fino al 98%1. A differenza dei tradizionali condensatori dielettrici solidi, la capacità totale dei supercondensatori si basa essenzialmente sulla capacità elettrica a doppio strato (EDLC) e sulla pseudocapacità elettrochimica. Infatti, il valore di capacità di un supercondensatore è influenzato da diversi fattori, ovvero area superficiale specifica, struttura dei pori, conduttività elettrica e funzionalità superficiale degli elettrodi. Gli EDLC normalmente forniscono un'area superficiale specifica maggiore di 500 m2 g−1 che porta a una capacità specifica molto più elevata rispetto a quella dei condensatori convenzionali. La rapida reversibilità dell'accumulo di carica negli EDLC consente inoltre il completamento del ciclo di carica/scarica in pochi secondi2. A differenza delle batterie ricaricabili, la cui vita ciclica è ridotta dopo una serie di processi di carica/scarica basati su reazioni chimiche, gli EDLC possono mantenere un'eccezionale struttura degli elettrodi e un'elevata capacità anche dopo milioni di cicli operativi3. Sfortunatamente gli EDLC disponibili in commercio soffrono ancora di una densità energetica molto inferiore (< 10 Wh kg−1) rispetto a quelle delle batterie (35–40 Wh kg−1)4. Infatti, la densità di energia e la capacità totale di un supercondensatore possono essere migliorate introducendo un meccanismo aggiuntivo di accumulo-trasferimento di carica, la cosiddetta pseudocapacità, nel materiale dell'elettrodo. Il meccanismo avviene attraverso reazioni di ossidoriduzione rapide e reversibili all’interfaccia elettrodo/elettrolita e nel materiale dell’elettrodo sfuso. In altre parole, questo processo faradaico aiuta a ridurre il divario energetico tra EDLC e batterie5,6. I comportamenti pseudocapacitivi nelle SC sono principalmente governati dalla presenza di gruppi funzionali contenenti eteroatomi sulla superficie dell'elettrodo. Ossidi metallici, nitruri metallici e polimeri conduttori sono i materiali più utilizzati negli elettrodi pseudocondensatori. Il processo di produzione richiede tuttavia procedure complesse in combinazione con una serie di sostanze tossiche, comportando quindi rischi ambientali5.