Nanostrukturierte Zellkomponenten für reversible Energie ... · 3. Post-Mortem-Analyse: thermische...
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Nanostrukturierte Zellkomponenten für reversible Energie- speicher mit verbesserter Lebensdauer (Superkondensatoren) Prof. Dr. Peter Kurzweil, Helmut Hartmann, Christian Schell Technische Hochschule Amberg-Weiden (OTH), Fachbereich MBUT, Labor für Elektrochemie, D-92224 Amberg Die Alterungmechanismen von Doppelschichtkondensatoren wurden auf Basis von Modellstudien an Nanomaterialien und Lebensdauertests unter thermischer und Spannungsüberlast aufgeklärt. 3. Post-Mortem-Analyse: thermische und elektrochemische Alterung GC-MS und TGA-IR-Studie von Zersetzungsreaktionen in Acetonitril-Elektrolyt 4. Ausfallkriterien im Realbetrieb Lebensdauerschätzung Voltammetrische Kapazität Abnormale Strom-Spannungs-Kurve. Zerstörung der Kohle-Komposit-Elektroden unter thermischer Belastung. ( ) ∞ λ − + − ⋅ = C Bt A C t C t e ) ( 0 ( ) t A R t R µ ⋅ = e ' ) ( 0 [1] P. Kurzweil, A. Hildebrand, M. Weiß, ChemElectroChem 2(1) (2015) 150–159. [2] P. Kurzweil, B. Frenzel, A. Hildebrand, ChemElectroChem, 2(1) (2015) 160-170. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 F τ = RC / (R 0 C 0 ) t / a 1. Carbidbasierter Kohlenstoff (CCD): ein hoch- kapazitives Material ohne Korngrenzenwiderstand 2. Graphitoxid: Modellsubstanz für die negative Auswir- kung einer elektrolytischen Formierung von Kohlenstoff Ti-CDC Partikelgröße (µm) anodic (2 Ah, in KOH) cathodic Graphite oxide Zyklische Alterung Amide Kohlenwasser- stoffe Aromaten N-Heterozyklen Carbonsäuren t / min Aktiv- kohle CDC 0,03 Hz 14 280315 6380 µm Thermische Alterung
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Nanostrukturierte Zellkomponenten für reversible Energie-speicher mit verbesserter Lebensdauer (Superkondensatoren)
Prof. Dr. Peter Kurzweil, Helmut Hartmann, Christian SchellTechnische Hochschule Amberg-Weiden (OTH), Fachbereich MBUT, Labor für Elektrochemie, D-92224 Amberg
Die Alterungmechanismen von Doppelschichtkondensatoren wurden auf Basis von Modellstudien an Nanomaterialien und Lebensdauertests unter thermischer und Spannungsüberlast aufgeklärt.
3. Post-Mortem-Analyse: thermische und elektrochemische AlterungGC-MS und TGA-IR-Studie von Zersetzungsreaktionen in Acetonitril-Elektrolyt
4. Ausfallkriterien im Realbetrieb Lebensdauerschätzung Voltammetrische Kapazität
Abnormale Strom-Spannungs-Kurve. Zerstörung der Kohle-Komposit-Elektroden unter thermischer Belastung.
( )∞λ− +−⋅= CBtACtC te)( 0
( )tARtR µ⋅= e')( 0
[1] P. Kurzweil, A. Hildebrand, M. Weiß, ChemElectroChem 2(1) (2015) 150–159. [2] P. Kurzweil, B. Frenzel, A. Hildebrand, ChemElectroChem, 2(1) (2015) 160-170.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121
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τ = RC
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t / a
1. Carbidbasierter Kohlenstoff (CCD): ein hoch-kapazitives Material ohne Korngrenzenwiderstand
2. Graphitoxid: Modellsubstanz für die negative Auswir-kung einer elektrolytischen Formierung von Kohlenstoff
Ti-CDCPartikelgröße (µm)
anodic (2 Ah, in KOH)
cathodic
Graphite oxide
Zykl
isch
e Al
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Amide
Kohlenwasser-stoffe
Aromaten
N-HeterozyklenCarbonsäuren
t / min
Aktiv-kohleCDC
0,03 Hz
14 280315
6380 µm
Ther
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