Naslov (srp)

Sinteza, karakterizacija i modelovanje fleksibilnih superkondenzatora : doktorska disertacija

Autor

Laušević, Petar, 1984-

Doprinosi

Mikulović, Jovan, 1968-
Pejović, Predrag, 1966-
Nikolić, Vladimir, 1979-

Opis (eng)

Supercapacitors are energy storage devices with a much higher energy densitythan conventional capacitors and much faster storage and delivery of energy to the consumercompared to batteries. They can endure a significantly larger number of charge/discharge cycleswithout a decrease in capacitance, ie. they have a much longer lifespan then batteries. Within thisdissertation, a new flexible self-supporting carbon thin film for supercapacitor electrodes with largevolumetric and areal capacitance has been developed. The increase in capacitance is achieved byintroducing channels into the carbon thin film using ion-track technology. In the first step of thesynthesis, latent traces are imprinted into the starting Kapton polymer by bombardment with swiftand heavy ions. In the next step, cylindrical channels are formed by selective chemical etchingalong these traces. With subsequent carbonization and activation, flexible activated carbonelectrodes with large specific surface area are obtained. The developed new material is calledActivated Ion-Track Carbon (A-ITC). Of the series of synthesized samples, the largest areal (494mF/cm2), volumetric (224 F/cm3) and gravimetric (178 F/g) capacitance was obtained for thesample chemicaly etched for 40 min. As a consequence of the formation of channels, the speed ofthe supercapacitor was increased, while during the testing of 10 000 charge and discharge cycles,exceptional capacitance stability was shown. Through this dissertation, the importance of aninterdisciplinary approach that combines knowledge from materials science and electrochemistrywith electrical engineering for the design of new devices for future applications in flexibleelectronics is emphasized. A special value of this doctorate is the developed laboratory prototype ofa flexible capacitor with A-ITC electrodes.

Opis (srp)

Superkondenzatori su uređaji za skladištenje energije sa mnogo većom gustinomenergije od klasičnih kondenzatora dok znatno brže skladište i predaju energiju potrošaču upoređenju sa baterijama. Mogu da trpe znatno veći broj ciklusa punjenja/pražnjenja bez opadanjakapacitivnosti, tj. imaju mnogo duži vek trajanja od baterija. U okviru ove disertacije razvijen jenov fleksibilni samonosivi uglјenični tanak film za elektrode superkondenzatora sa velikomzapreminskom i površinskom kapacitivnošću. Povećanje kapacitivnosti postiže se uvođenjemkanala u uglјenični tanak film korišćenjem tehnologije jonskih tragova (ion-track technology). Uprvom koraku sinteze, latentni tragovi se utiskuju u polazni polimer bombardovanjem brzim iteškim jonima. U sledećem koraku cilindrični kanali se formiraju selektivnim hemijskim ecovanjemduž ovih tragova. Naknadnom karbonizacijom i aktivacijom, dobijaju se fleksibilne elektrode odaktiviranog ugljenika velike specifične površine. Razvijeni novi materijal nazvan je aktiviraniugljenk sa jonskim tragovima (Activated Ion-Track Carbon A-ITC). Od serije sintesanih uzoraka,najveću površinsku (494 mF/cm2), zapreminsku (224 F/cm3) i gravimetrijsku (178 F/g)kapacitivnost ima uzorak hemijski ecovan u dužini od 40 min. Kao posledica formiranja kanalapovećana je brzina superkondenzatora dok je tokom testiranja od 10 000 ciklusa punjenja ipražnjenja pokazana izuzetna stabilnost kapacitivnosti. Kroz ovu disertaciju istaknut je značajinterdisciplinarnog pristupa koji povezuje znanja iz nauke o materijalima i elektrohemije saelektrotehnikom zarad dizajna novih uređaja za buduće primene u fleksibilnoj elektronici. Posebnavrednost ovog doktorata je razvijeni laboratorijski prototip fleksibilnog kondenzatora sa A-ITCelektrodama.

Opis (srp)

tehničke nauke, elektrotehnika- energetska elektronika Datum odbrane: 24.12.2021. technical sciences, electrical engineering - power electronics

Jezik

srpski

Datum

2021

Licenca

© All rights reserved

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Električni aparati. Energetska elektronika

energy storage, supercapacitors, flexible electronics, impedance, ion-track technology, temperature dependance

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Električni aparati. Energetska elektronika

skladištenje energije, superkondenzatori, fleksibilna elektronika, impedansa, tehnologija jonskih tragova, zavisnost od temperature