Supercapacitore di alta energia con elettrodi a base di carbone in elettrolita acquoso (Abstract/Comunicazione in atti di convegno)

Type
Label
  • Supercapacitore di alta energia con elettrodi a base di carbone in elettrolita acquoso (Abstract/Comunicazione in atti di convegno) (literal)
Anno
  • 2012-01-01T00:00:00+01:00 (literal)
Alternative label
  • P. Staiti, F.Lufrano, O. Di Blasi, A. Brigandì (2012)
    Supercapacitore di alta energia con elettrodi a base di carbone in elettrolita acquoso
    in Giornate dell'Elettrochimica Italiana e Elettrochimica per il Recupero Ambientale, Santa Marina Salina, 17-22 Giugno 2012
    (literal)
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  • P. Staiti, F.Lufrano, O. Di Blasi, A. Brigandì (literal)
Pagina inizio
  • 72 (literal)
Pagina fine
  • 72 (literal)
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  • Libro degli Atti di Convegno GEI-ERA 2012 (literal)
Note
  • Comunicazione (literal)
Http://www.cnr.it/ontology/cnr/pubblicazioni.owl#affiliazioni
  • CNR-ITAE - Istituto di tecnologie avanzate per l'energia \"Nicola Giordano\" (literal)
Titolo
  • Supercapacitore di alta energia con elettrodi a base di carbone in elettrolita acquoso (literal)
Http://www.cnr.it/ontology/cnr/pubblicazioni.owl#isbn
  • 978-88-8080-134-4 (literal)
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  • Massimiliano Lo Faro, Vincenzo Baglio (literal)
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  • Massimiliano Lo Faro, Vincenzo Baglio (literal)
Abstract
  • SUPERCAPACITORE DI ALTA ENERGIA CON ELETTRODI A BASE DI CARBONE IN ELETTROLITA ACQUOSO P. Staiti, F. Lufrano, O. Di Blasi, A. Brigandì CNR-ITAE, Istituto di Tecnologie Avanzate per l'Energia \"Nicola Giordano\" Via salita S. Lucia sopra Contesse, 5 - 98126 S. Lucia - Messina telefono: 090-624226, fax: 090-624247, e-mail: staiti@itae.cnr.it I supercapacitori sono sistemi di accumulo molto interessanti per le loro proprietà di accumulare e erogare energia elettrica in modo veloce (alta potenza) e di poter essere caricati-scaricati per un numero elevatissimo di cicli (>500.000) senza subire apprezzabili decadimenti di prestazioni. Tuttavia la quantità di energia elettrica che questi dispositivi possono accumulare è al momento molto più bassa di quella delle batterie ed è in atto uno sforzo mondiale per migliorare questo aspetto. L'energia specifica (E) di un supercapacitore è definita dalla formula E=1/2 CV2 , nella quale C e la capacitanza e V il voltaggio massimo di carica. Per aumentare quindi l'energia specifica è necessario migliorare la capacitanza o aumentare quanto più possibile il voltaggio di lavoro. Anche presso il CNR-ITAE è stata svolta un'attività finalizzata ad aumentare l'energia specifica del supercapacitore. L'attività è iniziata con un approfondito studio sulle caratteristiche del carbone cui è seguita un'attenta analisi delle proprietà elettrochimiche degli elettrodi basati su tale materiale. Da questa, utilizzando un carbone commerciale Norit A Supra Eur con area superficiale di circa 1500 m2/g, è stato trovato che gli elettrodi mantenevano la loro stabilità, con elettrolita 1M Na2SO4 in soluzione acquosa, quando l'elettrodo positivo e quello negativo si caricavano e scaricavano entro ben determinati limiti di potenziale. Questi potenziali limite erano +0.9 V per l'elettrodo positivo e -1.0V per quello negativo. Con l'aiuto di questi preliminari risultati abbiamo progettato di realizzare un supercapacitore che durante il suo funzionamento facesse caricare e scaricare gli elettrodi all'interno di questi potenziali limite. E' stato inoltre evidenziato che il polo positivo, sul quale il doppio strato in fase acquosa era formato dagli anioni solfato, era quello che si polarizzava in modo più veloce e quindi un eventuale supercapacitore realizzato con eguale quantità di carbone nei due elettrodi, sarebbe stato limitato da problemi di instabilità di questo elettrodo. La maggiore polarizzabilità dell'elettrodo positivo è da imputare al maggior ingombro sterico dello ione solfato rispetto allo ione sodio (elettrodo negativo). Inoltre è stato rilevato che il potenziale di equilibrio che si generava ai due elettrodi quando il supercapacitore era completamente scarico non risultava essere zero ma assumeva un valore intorno a +0.2 V e così il polo positivo per rimanere stabile poteva spostarsi in un intervallo di potenziale di soli 0.7 V (cioè fra +0.2 e +0.9 V) mentre il polo negativo in uno di 1.2 V (cioè fra +0.2 V e -1.0 V). Per poter ottenere un supercapacitore che potesse lavorare negli intervalli di potenziale di stabilità degli elettrodi e dell'elettrolita era quindi opportuno utilizzare due diverse quantità di carbone negli elettrodi. Così facendo è stato possibile far lavorare il supercapacitore fino a un voltaggio massimo di 1.6 V invece di 1.0 V dei comuni supercapacitori a base acquosa con notevole vantaggio sull'incremento dell'energia specifica. Il supercapacitore, che era realizzato con una quantità più che doppia di carbone sull'elettrodo positivo, è stato testato in prove di carica-scarica dalle quali sono state ricavate le prestazioni in termini di energia specifica e di stabilità. La procedura di preparazione degli elettrodi e del supercapacitore così come i risultati dei test elettrochimici saranno presentati nel corso del convegno. (literal)
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Autore CNR

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