Sirvi Autor "Tallo, Indrek" järgi

Nüüd näidatakse 1 - 1 1

Synthesis and characterization of new micro-mesoporous carbide derived carbon materials for high energy and power density electrical double layer capacitors
(2015-07-09) Tallo, Indrek
Viimaste aastate geopoliitiliste kriiside taga on tihti võitlus piiratud energiaressursside üle. See on oluline, kuid kindlasti mitte ainus põhjus, miks on järjest rohkem hakatud rääkima energiajulgeolekust ning moodsate tehnoloogiate kasutuselevõtust selle saavutamiseks. Need moodsad tehnoloogiad põhinevad suuresti päikesest ja tuulest elektrienergia tootmisele, mida omakorda on vaja kombineerida erinevate energiasalvestusseadmetega. Paraku on vajalike energiamuundurite ning suure erimahtuvuse ja erivõimsusega energiasalvestite konstrueerimine ilma konkurentsivõimeliste ja efektiivsete superkondensaatoriteta äärmiselt keeruline. Kommertsiaalsed superkondensaatorid on viimasel aastakümnel teinud suure arenguhüppe ning nende kasutamine kasvab kiiresti. Siiski ei ole superkondensaatorite hinna ja kvaliteedi suhe piisavalt hea, et rakendada neid massiliselt elektrivõrkudes taastuvenergeetika efektiivsemaks muutmise nimel. Kuigi väga suure soovi korral saaks kogu maailm juba täna minna üle taastuvale ning mittereostavale energeetikale, oleks selle hind kõrge ning inimesed pole valmis seda investeeringut tegema. Superkondensaatorite hinna ja kvaliteedi suhte parandamiseks on võimalik kas muuta tootmist odavamaks või oluliselt parandada seadmete elektrokeemilisi omadusi ning tõsta nende kvaliteeti. Üheks olulisimaks komponendiks superkondensaatoris on poorne kõrge eripinnaga elektrood, mille füüsikaline morfoloogia ja omadused määravad suuresti ka lõppprodukti karakteristikud nagu võimsus, mahtuvus ja eluiga. Selle tõttu on uute ning superkondensaatorites paremini käituvate elektroodimaterjalide väljatöötamine äärmiselt oluline. Tartu Ülikooli keemia instituudis on viimastel aastatel intensiivselt uuritud eriliste omadustega mikropoorse süsinikmaterjali sünteesi karbiididest ning selle kasutamist superkondensaatorite elektroodina. Me oleme võimelised üsna lihtsate meetoditega sünteesima väga unikaalsete füüsikaliste ja keemiliste omadustega süsinikmaterjale. Käesoleva doktoritöö raames valmistati uudseid süsinikmaterjale erinevatest karbiididest kõrgtemperatuurse halogeenimise meetodil. Esialgu teostati materjalidele erinevad füüsikalised mõõtmised mille käigus saadi parem arusaam nende morfoloogiast, kristallilisusest ja keerukast poorsest struktuurist. Seejärel valmistati süsinikmaterjalidest superkondensaatori elektroodid ning teostati põhjalikud elektrokeemilised mõõtmised ja analüüs. Töö käigus saadud tulemuste põhjalikumal analüüsil leiti mitmeid selgepiirilisi korrelatsioone, kuidas materjalide erinevad füüsikalised karakteristikud mõjutavad superkondensaatori elektrokeemilisi omadusi. Selle tulemusel leiti, millised sünteesitud materjalid sobivad superkondensaatori elektroodideks paremini ning milliseid füüsikalisi parameetreid peaks eriti silmas pidama, kui otsida uusi hea hinna ja kvaliteedi suhtega materjale superkondensaatorite elektroodide valmistamiseks.