The results of XRD showed that the carbon powder had the crystal structure of hexagonal graphite as the main phase. According to the SEM technique, it was seen that the produced carbon has the porous structure. After access to the carbonization and microwave reflow, the porosity was found to be increased with a uniform pore size distribution.
The results of Raman analysis showed that the ID/IG ratio of PK800M15 was 1.01, indicating that under appropriate activation conditions, the proportion of sp2 carbon structure was higher than disordered sp3 carbon structure. ช indicated that the functional groups formed in the activated sample were C-O stretching and C=O bending. Compared with the bee.%.
Investigation of the electrochemical properties of the supercapacitor electrode in the three-electrode system showed that the fabricated electrode is an EDLC-type supercapacitor with a specific capacitance of 182.33 F/g at a current density of 1 A/g. Holding the electrodes by continuous charge/discharge for 5000 cycles at 5 A/g was carried out, and it was found that the electrodes could achieve an energy efficiency of 89.01%.
หลักการและเหตุผล
วัตถุประสงค์ของงานวิจัย
ขอบเขตของงานวิจัย
สถานที่ท างานวิจัย
ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ
ตัวเก็บประจุ
ตัวเก็บประจุไดอิเล็กตริก
ตัวเก็บประจุไฟฟ้ายิ่งยวด
การอัดประจุและคายประจุ (charge – discharge)
คาร์บอนกัมมันต์ (activated carbon)
การผลิตคาร์บอนกัมมันต์
- กระบวนการคาร์บอไนเซชัน
- ประเภทของการก่อกัมมันต์
โครงสร้างรูพรุนของคาร์บอนกัมมันต์
โครงสร้างทางเคมีของคาร์บอนกัมมันต์
ชนิดที่เป็นกรด
ชนิดที่เป็นด่าง
องค์ประกอบส าคัญของชีวมวล
เซลลูโลส
เฮมิเซลลูโลส
ลิกนิน
สมบัติของไมโครเวฟ
กระบวนการรีฟลักซ์
การก่อกัมมันต์ด้วยกระบวนการไมโครเวฟรีฟลักซ์
งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง
สารเคมีที่ใช้ในการท าการวิจัย
เครื่องมือและอุปกรณ์ที่ใช้ในการท าการวิจัย
การเตรียมคาร์บอนกัมมันต์
การสังเคราะห์ผงคาร์บอนจากชีวมวล
การปรับปรุงพื้นผิวผงคาร์บอนด้วยกระบวนการไมโครเวฟรีฟลักซ์
การเตรียมขั้วเพื่อทดสอบทางเคมีไฟฟ้า
เทคนิควิเคราะห์ ตรวจสอบ โครงสร้าง สัณฐานวิทยา และสมบัติเคมีไฟฟ้า
ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงทางน ้าหนักและความร้อนของวัสดุต่อการเปลี่ยนแปลงของ
เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (X-ray diffractometer, XRD)
เทคนิครามานสเปกโทรสโกปี (Raman spectroscopy)
เทคนิคการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (scanning
เทคนิคการตรวจสอบพื้นที่ผิวจ าเพาะและปริมาตรรูพรุน (N 2 adsorption
เทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี (Fourier transform infrared
เทคนิคการวิเคราะห์มุมสัมผัสของน้ า (water contact angle, WCA )
เทคนิคการวิเคราะห์สมบัติทางเคมีไฟฟ้า
- เทคนิคไซคลิกโวลแทมเมตทรี (cyclic voltammetry
- กัลวานอสแตติกชาร์จ - ดิสชาร์จ (galvanostatic charge
- อิมพีแดนซ์สเปกโตรสโกปีเชิงเคมีไฟฟ้า (electrochemical impedance
เทคนิค X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)
สมบัติเบื้องต้นของคาร์บอนจากชีวมวล
สมบัติเบื้องต้นของคาร์บอนจากชีวมวล
สมบัติทางกายภาพ และเคมีของผงคาร์บอนกะลาตาล ร่วมกับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์
- การศึกษาลักษณะทางสัณฐาน และโครงสร้างทางจุลภาคของผงคาร์บอนที่บดผสมและ
- การศึกษาพื้นที่ผิวจ าเพาะ และปริมาตรรูพรุนของผงคาร์บอนที่บดผสม และไม่บดผสม
- การศึกษาความสมบูรณ์ และความบกพร่องต่อโครงสร้างผลึกของผงคาร์บอนบดผสม
- การศึกษาหมู่ฟังก์ชัน และพันธะทางเคมีของผงคาร์บอนที่บดผสมด้วยโพแทสเซียม
Lorenc-grabowska, "Effect of Pore Size Distribution of Carbon-Based Activated Carbons on Double Layer Capacitance," vol. สับต้าย Preparation of High Surface Area Activated Carbon from Charcoal Powder by Dry Chemical Activation," vol. Wu, "Preparation of Coffee Husk Activated Carbon and Its Application to water vapor adsorption,” Forny.
Lua, “Surface functional groups on oil palm husk adsorbents prepared by H3PO4 and KOH activation and their effects on adsorption capacity,” vol. Karago, “Applied Surface Science Preparation and Characterization of Activated Carbon Produced from Pomegranate Seeds by ZnCl2 Activation,” vol. Hu, “The role of H3PO4 in the preparation of activated carbon from NaOH-treated rice husk residues,” RSC Adv., vol.
Adsorption, "Preparation and Characterization of Activated Carbon from Apple Waste by Microwave-Assisted Phosphoric Acid Activation: Application in Methylene Blue Adsorption," nr. Bellat, "Preparation and Characterization of Activated Carbon from Date Stone by Physical Activation with Steam," vol. Cao, "3-Dimensional Hierarchical high-performance porous activated carbon derived from coir fibers for symmetric supercapacitors,” vol.
Askari, “Chemical functionalization of helical carbon nanotubes: Influence of sonication time and concentrations of sulfuric and nitric acids at 3:1 mixing ratio,” vol. Tseng, “Characterization of pistachio shell-derived carbons activated by a combination of KOH and CO2 for electrical double-layer capacitors,” vol. Pilon, “Author's personal copy Electrochimica Acta Physical interpretation of cyclic voltammetry for the measurement of electrical double layer capacitances Author's personal copy,” vol.
Park, “Preparation of energy storage material derived from a used cigarette filter for a supercapacitor electrode,” vol. Ding, “Electrospun SiO2/C composite fibers as durable anode materials for lithium ion batteries,” vol. Nor, “Energy and power of supercapacitor using carbon electrode deposited with nanoparticles of nickel oxide,” vol.
สมบัติทางกายภาพ และเคมีของผงคาร์บอนที่ปรับปรุงพื้นผิวด้วยกระบวนการไมโครเวฟ
การศึกษาโครงสร้างผลึกของผงคาร์บอนที่ปรับปรุงด้วยกระบวนการไมโครเวฟรีฟลักซ์
การศึกษาความสมบูรณ์ และความบกพร่องต่อโครงสร้างผลึกของผงคาร์บอนตัวอย่างที่
การศึกษาพื้นที่ผิวจ าเพาะ และปริมาตรรูพรุนของผงคาร์บอนที่ปรับปรุงพื้นผิวด้วย
การศึกษาหมู่ฟังก์ชัน และพันธะเคมีทางเคมีบนพื้นผิวของผงคาร์บอนที่ปรับปรุงด้วย
ผลการศึกษาสถานะทางเคมี และองค์ประกอบทางพื้นผิวของผงคาร์บอนปรับปรุงด้วย
รูปที่ 4.20 สเปกตรัม XPS ของผงคาร์บอนที่มี KOH และผงคาร์บอนที่ผ่านการบำบัด การปรับปรุงโดยกระบวนการไหลย้อนด้วยไมโครเวฟในสารละลายกรด 100 ตารางที่ 4.6 หมู่ฟังก์ชันที่สอดคล้องกับพลังงานยึดเหนี่ยวของพันธะเคมีบนพื้นผิวของผงคาร์บอนร่วมกับ KOH และผงคาร์บอนที่ได้รับการดัดแปลงบนพื้นผิวโดยกระบวนการไหลย้อนด้วยไมโครเวฟในสารละลายที่เป็นกรด
ผลการศึกษาสมบัติความชอบน้ า และไม่ชอบน้ าของผงคาร์บอนที่ปรับปรุงพื้นที่ผิวด้วย
การประยุกต์ใช้เป็นขั้วไฟฟ้าของตัวเก็บประจุไฟฟ้ายิ่งยวด
ผลการศึกษาพฤติกรรมและปฏิกิริยาของขั้วไฟฟ้าผงคาร์บอนตัวอย่างด้วยเทคนิค CV
ผลการศึกษาการอัดและการคายประจุของขั้วไฟฟ้าผงคาร์บอนตัวอย่างด้วยเทคนิค
รูปที่ 4.33 GCD plot ของอิเล็กโทรดผงคาร์บอนรวมกับ KOH และดัดแปลงด้วยกระบวนการรีฟลักซ์ด้วยไมโครเวฟในเวลาที่ต่างกัน
ผลการศึกษาค่าความต้านทานเชิงซ้อนของขั้วไฟฟ้าผงคาร์บอนตัวอย่างด้วยเทคนิค EIS
122 เกิดขึ้นที่ความถี่สูงในช่วง 1 กิโลเฮิรตซ์ ในขณะที่บริเวณส่วนโค้งครึ่งวงกลมที่ตำแหน่งความถี่กลาง (10-100 Hz) แสดงถึงความต้านทานการถ่ายโอนประจุ (Rct) และบริเวณส่วนท้ายมีลักษณะเป็นเส้นชัน แสดงถึงความสามารถในการกระจายไอออนแบบ Warburg (W) แต่เมื่อทำการวัดด้วยเทคนิค EIS พบว่าการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานภายในรวม (Ztotal) ในอิเล็กโทรดที่ใช้งานส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการเก็บประจุ โดยที่ค่าความต้านทานรวมหาได้จากสมการ (4.6)
ผลการศึกษาประสิทธิภาพทางความจุของขั้วไฟฟ้าผงคาร์บอนตัวอย่าง
รูปที่ 4.38 ความจุของอิเล็กโทรดผงคาร์บอนผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชัน KOH หลังจากการบีบอัดและคายประจุอย่างต่อเนื่อง 5,000 รอบ รูปที่ 4.39 ความจุของอิเล็กโทรดผงคาร์บอนผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชัน KOH ปรับปรุงโดยกระบวนการกรดไหลย้อนด้วยไมโครเวฟ หลังจากขั้นตอนการกดและคาย
สรุปผลการทดลอง
ข้อเสนอแนะ
Efevbokhan, "Production of activated carbon from African star apple seed husks, oil seeds and whole seeds for wastewater treatment," J. Franca, "Sulfonated activated carbon from corncobs as heterogeneous catalysts for biodiesel production using microwave-assisted transesterification," Forny. Chi, “International Journal of Mining Science and Technology Preparation of magnetically separable mesoporous activated carbons from lignite with Fe3O4,” Int.
Salem, "Microwave-Assisted Clean and Rapid Fabrication of Highly Efficient Magnetically Separable Activated Carbon from Agricultural Shells for Low-Grade Industrial Corn Syrup Dyeing: A New Strategy for Impregnation of Ternary Catalytic Composite," Food Bioprod. Yao, “Two-step preparation of KOH-activated wood sawdust hierarchical porous carbon for supercapacitor,” Mater. Arami-niya, "Modification of activated carbon using nitration followed by reduction for carbon dioxide capture".
Ma, “Promising as high-performance supercapacitor electrode materials, porous carbon derived from biological lotus leaf,” J. Liang, “Large surface area carbon materials derived from corn stalk core as electrode for supercapacitor,” Diam. Chen et al., “A novel hierarchical porous nitrogen-doped carbon derived from bamboo shoots for high-performance supercapacitors,” Sci.
Guo, "Low-Cost, Green Synthesis of Highly Porous Carbons Derived from Lotus Root Shell as Superior Performance Electrode Material in Supercapacitor," J. Gul, "Conversion of Wheat Husk to High Surface Area Activated Carbon for Energy Storage in High-Performance Supercapacitors". Vijaya, “Preparation and characterization of hierarchical porous carbons derived from solid leather waste for supercapacitor applications,” J .
Xu, "Use of wheat bran for the production of activated carbon with high specific surface area via NaOH activation using industrial furnace," J. Ji, "Ultrasonics - Sonochemistry Ultrasonic-assisted preparation and characterization of hierarchical porous carbon derived from garlic peel for high-performance supercapacitors,” Lü, “Diamond and related materials Oxygen-rich hierarchical porous carbon derived from biomass waste kapok flower for supercapacitor electrode,” Diam.
