Analysis and development of selective synthesis methods of hierarchical micro- and mesoporous carbons

Loodussäästlikule ning jätkusuutlikule energeetikale pööratakse kogu maailmas järjest enam tähelepanu võitlemaks globaalsete kliimaprobleemidega. Selleks, et taastuvaid energiaallikaid kasutada, on vajalikud ka efektiivsed energiasalvestussüsteemid. Üheks neist on superkondensaatorid, mis võimaldavad väga kiiret laadimist ja tühjendamist ning samas sobivad suurt võimsust nõudvate rakenduste korral. Üheks väga oluliseks superkondensaatorite töövõimet mõjutavaks elemendiks on kasutatav elektroodi materjal. Erinevad poorsed süsinikmaterjalid on selleks rakenduseks väga levinud. Poorsete süsinikmaterjalide alane teadustöö ning ka nende tootmine ja kasutamine maailmas aina kasvab. Lisaks energiasalvestusseadmetele kasutatakse neid ka näiteks veepuhastusseadmetes, vesiniku salvestamiseks jne. Sõltuvalt rakendusest peavad süsinikmaterjalid olema selleks vajalike omaduste ja struktuuriga, mis omakorda sõltuvad väga oluliselt antud süsinikmaterjalide sünteesi meetodist. Lähteaineks võivad olla näiteks suhkur, biomass, karbiidid, polümeerid jne. Selleks, et materjalid oleksid ka reaalselt erinevates rakendustes kasutatavad, on väga oluline hinna ja kvaliteedi suhe – otsitakse materjale, mida oleks võimalikult lihtne ja odav valmistada, kuid samas oma parameetritelt oleksid rakenduste jaoks sobivad. Käesoleva doktoritöö raames valmistati poorseid süsinikmaterjale ränikarbiidist ning uuriti erinevate järeltöötluse meetodite mõju saadud materjalide füüsikalistele omadustele (poorsus, korrapära ja struktuur). Seejärel valmistati uuritud materjalidest superkondensaatori elektroodid ja testiti mitmekülgselt ka nende sobivust kasutamiseks energiasalvestusseadmetes. Töö tulemused näitavad, et ränikarbiid, mis on teistest sarnastest kasutatavatest karbiididest 10 kuni 60 korda odavam, on väga lihtsa ning küllaltki odava sünteesi ja järeltöötluse meetodite abil võimalik töödelda efektiivseks materjaliks energiasalvestusseadmetes kasutamiseks.

Author

• Tee, Ester

• ränikarbiid
• süsinikmaterjalid
• keemiline süntees
• aktiveerimine
• füüsikalised omadused
• energiasalvestus
• süntees

Identifier

hdl:10062/64828

OAI identifier oai:identifier

oai:dspace.ut.ee:10062/64828