9142891011

STRESZCZENIE

Niniejsza praca składa się z dwóch części: przeglądowej oraz doświadczalnej zawierającej opis wykonanych badań, wyniki eksperymentów oraz ich omówienie.

W celu odróżnienia przedmiotu badań od kondensatorów klasycznych ("dielektrycznych" i elektrolitycznych) w pracy tej używano nazwy kondensator EDLC (Electrochemical Double Layer Capacitor). Przegląd literaturowy omawia krótko podstawowe informacje dotyczące badanych obiektów. Przedstawia rodzaje urządzeń magazynujących energię, skupia się szczególnie na budowie kondensatorów EDLC. Składają się one z elektrod wykonanych z wysokoporowatych węgli aktywnych (powierzchnia właściwa do 2700 m²/g). Na właściwości kondensatorów EDLC mają wpływ między innymi: rodzaj materiału elektrodowego, wielkość porów w materiale węglowym, rodzaj elektrolitu i kolektorów prądowych. Kondensatory EDLC znajdują coraz nowsze potencjalne zastosowania, cieszą się zainteresowaniem w branży motoryzacyjnej jako możliwe źródło zasilania o dużej mocy. Omówiono dane literaturowe na temat zjawiska samorozładowania kondensatorów EDLC (samorzutny spadek napięcia w warunkach obwodu otwartego). Podkreślono, że zjawisko to jest zwykle interpretowane zgodnie z równaniem E = 0,5CU², jako utrata energii przez urządzenie. Stwierdzono również, że ze względu na szybki spadek napięcia w czasie, kondensatory EDLC uważane są jako urządzenia charakteryzujące się szybką utratą zmagazynowanej energii w warunkach obwodu otwartego. Przedstawiono zaproponowane w literaturze mechanizmy ich samorozładowania tj. reakcje elektrochemiczne przeniesienia ładunku (faradajowskie) oraz prąd upływu. W kolejnym punkcie omówiono eksperymentalne metody badawcze opisujące między innymi sposoby wyznaczania pojemności kondensatorów, w tym EDLC. Wśród tych metod znajdują się: galwanostatyczne ładowanie-rozładowanie, woltamperometria cykliczna jak i spektroskopia impedancyjna (EIS). Pokazano również możliwości jakie daje elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna w charakterystyce kondensatorów elektrochemicznych a w szczególności materiałów porowatych.

Celem pracy było zbadanie i wyjaśnienie istoty zjawiska samorozładowania kondensatorów EDLC, ze szczególnym naciskiem na określenie przyczyn wysokiej szybkości procesu. W przypadku kondensatorów EDLC zmiana ta jest większa niż w przypadku innych urządzeń magazynujących energię.

5