We firstly observed that activated carbon (AC) deposited by atomic-layer vanadium pentoxide (V2O5) was used as CDI electrodes to utilize the high dielectric constant for enhancing the capacitance equipped with atomic layer deposition (ALD). It was demonstrated that the vanadium pentoxide (V2O5) with sub-nanometer layer was effectively deposited onto activated carbon, and the electric double-layer capacitance of the AC was improved due to an increase in the surface charge density originated from polarization, leading to high ion removal in CDI operation. It was confirmed that the performance of modified-AC increases more than 200%, comparable to that of pristine-AC under 1.5 V at 20 mL min-1 in CDI measurements.
This work describes the effect of binders, such as carboxymethylcellulose (CMC), CMC+ Polytetrafluoroethylene (PTFE) and PTFE, on the electrochemical and mechanical properties of activated carbon-electrode for electric double layer capacitor. The cell capacitors using the electrode bound with binary binder composed of CMC and PTFE, especially in composition CMC PTFE = 60 : 40 wt.%, has better rate capability and the lower internal resistance than those of the cell capacitor with CMC. On the other hand, the sheet type electrode kneaded with PTFE was bonded with conductive adhesive on Al foil. This cell capacitor using the electrode with PTFE exhibited the best mechanical properties and rate capability compared to the CMC and CMC+PTFE one. These behaviors could be explained by the well-developed network structure of PTFE fibrils doting the kneading process.
Because of their excellent stability and highly specific surface area, carbon based materials have received attention as electrode materials of electrical double-layer capacitors(EDLCs). Biomass based carbon materials have been studied for electrode materials of EDLCs; these materials have low capacitance and high-rate performance. We fabricated tofu based porous activated carbon by polymer dissolution reaction and KOH activation. The activated porous carbon(APC-15), which has an optimum condition of 15 wt%, has a high specific surface area($1,296.1m^2\;g^{-1}$), an increased average pore diameter(2.3194 nm), and a high mesopore distribution(32.4 %), as well as increased surface functional groups. In addition, APC has a high specific capacitance($195F\;g^{-1}$) at low current density of $0.1A\;g^{-1}$ and excellent specific capacitance($164F\;g^{-1}$) at high current density of $2.0A\;g^{-1}$. Due to the increased specific surface area, volume ratio of mesopores, and surface functional groups, the specific capacitance and high-rate performance increased. Consequently, the tofu based activated porous carbon can be proposed as an electrode material for high-performance EDLCs.
본 연구는 농업 폐기물인 왕겨로부터 합성된 활성탄과 코코넛으로부터 합성된 상용 활성탄을 사용하여 제작된 축전식 탈염 전극의 나트륨 이온 제거 효율을 평가하였다. 아민화된 왕겨로부터 합성된 활성탄과 상용 활성탄의 비율이 각각 1:1인 Composite 1 전극과 2:1인 Composite 2 전극을 제작하여, 주사전자현미경과 표면적 분석을 통해 구조 변화를 관찰하였다. 나트륨 이온 제거 효율은 활성탄의 조성과 전압을 변수로 하여 시간에 따라 평가하였다. 그 결과, 왕겨로부터 합성된 활성탄을 포함한 더 많이 포함한 Composite 2 전극이 가장 높은 제거 효율을 보였다. Composite 2 전극은 1.2 V에서 최대 75%의 나트륨 이온 제거 효율을 달성하였으며, 이는 다양한 전압 조건에서 성능 평가를 통해 확인되었다. 또한, 전극의 실제 적용 가능성을 입증하기 위해 재사용 성능을 평가한 결과, 7회의 재사용 후에도 65% 이상의 흡착 성능을 유지하는 것으로 나타났다.
This study was performed to provide the basic data for the function of BTEX removal for compact electrostatic precipitator which are applicable to indoor environment (or closed spaces). For this purpose, the adsorption equilibrium test was conducted for BTEX of activated carbon sheet (ACS) and activated carbon (AC), and the adsorption characteristics of AC and ACS were evaluated using the Langmuir constant which was obtained from the adsorption characteristics, adsorption capacity and regression calculation. The surface area and adsorption pore volume of ACS reduced by 70% and 86%, respectively, as compared to those of AC, and the adsorption capacities of BTEX also showed a similar level. Thus, it is considered that ACS applied electrostatic precipitator is able to remove dust and BTEX simultaneously.
Activated carbons (ACs) are considered important electrode materials for supercapacitors because their large specific surface areas lead to high charging capacities. In the conventional synthesis of ACs, a substantial amount of carbon is lost during carbonization of a precursor. The development of a method to synthesize ACs in high yield would lower their manufacturing cost. Here, we demonstrate the synthesis of high-specific-surface-area NaOH-AC from carbon prepared via a hydrothermal carbonization (HTC) route, with a higher yield than that achieved through conventional pyrolysis carbonization. The amorphous carbon was derived from HTC of sugar and subsequently activated at 800℃ with various NaOH etchant/C ratios under a N2 atmosphere. The AC prepared at 4:1 NaOH/C exhibited the highest surface area (as high as 2,918 ㎡ g-1) and the highest specific capacitance (157 F g-1 in 1 M aqueous Na2SO4 electrolyte solution) among the NaOH-AC samples prepared in this work. On the basis of their high specific capacitance, the NaOH-ACs prepared from HTC sugar are suitable for use as electrode materials for supercapacitors.
Performance of direct methanol fuel cell using high porous active carbon as an uncatalysed diffusion layer in anode (composite electrode) has been evaluated. Effects of porous active carbon in anode were investigated by galvanostatic method and Fourier Transform Infrared spectroscopy. The single cell was operated with 2.5 M methanol at temperature of $80-120^{\circ}C$ and showed performance of $210-510\;mA/cm^2$ at 0.4V. By replacing conventional electrode with composite electrode, the increment of $290\;mA/cm^2$ in current density was obtained at $90^{\circ}C$and 0.4V. The potential decay of the single cell was about 14.5% for 20 days operation.
Activated carbons (ACs) have been used as EDLC (electric double-layer capacitor) electrode materials due to their high specific area, stability, and ecological advantages. In order to prepare ACs with high density and crystallinity, coal tar pitch (CTP) was activated by $K_2CO_3$ and the textural and electrochemical properties of the obtained ACs were investigated. Although the CTP ACs formed by $K_2CO_3$ activation had much smaller specific surface area and pore volume than did the CTP ACs formed by KOH activation, their volumetric specific capacitance (F/cc) levels as electrode materials for EDLC were comparable due to their higher density and micro-crystallinity. Structural characterization and EDLC-electrode performance were studied with different activation conditions of $CTP/K_2CO_3$ ratio, activation temperature, and activation period.
Activated carbon (AC) was synthesized from rice husks using the chemical activation method with KOH, NaOH, a combination of (NaOH + $Na_2CO_3$), and a combination of (KOH + $K_2CO_3$) as the chemical activating reagents. The activated carbon with the highest surface area (around $2000m^2/g$) and high porosity, which allows the absorption of a large number of ions, was applied as electrode material in electric double layer capacitors (EDLCs). The AC for EDLC electrodes is required to have a high surface area and an optimal pore size distribution; these are important to attain high specific capacitance of the EDLC electrodes. The electrodes were fabricated by compounding the rice husk activated carbons with super-P and mixed with polyvinylidene difluoride (PVDF) at a weight ratio of 83:10:7. AC electrodes and nickel foams were assembled with potassium hydroxide (KOH) solution as the electrolyte. Electrochemical measurements were carried out with a three electrode cell using 6 M KOH as electrolyte and Hg/HgO as the reference electrode. The specific capacitance strongly depends on the pore structure; the highest specific capacitance was 179 F/g, obtained for the AC with the highest specific surface area. Additionally, different activation times, levels of heating, and chemical reagents were used to compare and determine the optimal parameters for obtaining high surface area of the activated carbon.
Hu, Mengyang;Park, Jeong Ho;Lee, Kwang Se;Ko, Jang Myoun
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제10권2호
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pp.99-103
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2019
A derivative of 1,4-Naphthoquinone coded HBU671 was synthesized and used in addition to activated carbon as composite electrode for supercapacitor application. From the electrochemical properties analysis, a specific capacitance of about $300F\;g^{-1}$ exhibited almost two times of that of activated carbon at a scan rate of $100mV\;s^{-1}$ and a potential window of - 0.2 - 1V. This improvement is due to the inherent redox reaction in HBU671. Cycle test also proved that this composite is still stable even after 1000 cycle within the applied potential window and it is highly recommended for practical application.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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