High-Performance Electrode Based on Activated Carbon for Electrochemical Energy Sources

Abstract

This study shows that ‘Norit DLC Supra 30’ commercial activated carbon material (NS commercial ACM) provides high-performance electrode for electrochemical energy sources (EES) in 25% ZnI2 aqueous electrolyte. This is shown on the basis of the analysis of the desorption isotherms of iodine, the dependences of the specific discharge capacity (Cd) on current load, and the Ragone plot drawn using galvanostatic charge–discharge (GCD) dependences at a current density (i) range of 0.5–9 A∙g⁻¹. High values of fractional surface coverage (θ), from 0.73 to 0.87, determine large values of specific energy (W), from 1240 J∙g⁻¹ to 1096 J∙g⁻¹, at the values of specific power (P) range from 0.6 to 8 W∙g⁻¹. NS commercial ACM shows high values of specific energy (W = 1217 J∙g⁻¹), specific capacitance (Cd = 1156 C∙g⁻¹), Coulomb efficiency ( η = 88%), and specific power (P = 4.3 W∙g⁻¹) in the 2000th cycle.

Це дослідження показує, що комерційний активований вуглецевий матеріял "Norіt DLC Supra 30" забезпечує електроду з високими показниками для електрохемічних енергетичних джерел у 25%-водному електроліті ZnI2. Це показано на основі аналізи ізотерм десорбції йоду, залежностей питомої розрядної ємности від струмового навантаження, а також Раґонового графіка, нарисованого з використанням ґальваностатичних заряд–розряд-залежностей при діяпазоні густини електричного струму 0,5–9 А/г. Високі значення ступеня поверхневого покриття від 0,73 до 0,87 визначають великі значення питомої енергії від 1240 Дж/г до 1096 Дж/г при значеннях діяпазону питомої потужности від 0,6 до 8 Вт/г. Комерційний активований вуглецевий матеріял "Norіt DLC Supra 30" демонструє високі значення питомої енергії (1217 Дж/г), питомої ємности (1156 К/г), Кулонової ефективности (88%), а також питомої потужности (4,3 Вт/г) у 2000-у циклі.

Это исследование показывает, что коммерческий активированный углеродный материал «Norit DLC Supra 30» обеспечивает электрод с высокими показателями для электрохимических энергетических источников в 25%-водном электролите ZnI2. Это показано на основе анализа изотерм десорбции йода, зависимостей удельной разрядной ёмкости от токовой нагрузки, а также рагоновского графика, нарисованного с использованием гальваностатических заряд–разряд-зависимостей при диапазоне плотности электрического тока 0,5–9 А/г. Высокие значения степени поверхностного покрытия от 0,73 до 0,87 определяют большие значения удельной энергии от 1240 Дж/г до 1096 Дж/г при значениях диапазона удельной мощности от 0,6 до 8 Вт/г. Коммерческий активированный углеродный материал «Norit DLC Supra 30» демонстрирует высокие значения удельной энергии (1217 Дж/г), удельной ёмкости (1156 К/г), кулоновской эффективности (88%), а также удельной мощности (4,3 Вт/г) в 2000-м цикле.