9142891012

W części doświadczalnej zobrazowano przebieg prac laboratoryjnych związanych z przygotowaniem własnych kondensatorów z czterema różnymi elektrolitami: roztwory EUNBF4 (tetrafluoroboran tetraetyloamoniowy) w AN (acetonitryl) lub w PC (węglan propylenu), oraz dwie ciecze jonowe - EMImBF4 (tetrafluoroboran l-etylo-3-metyloimidazoliowy) i MPPipNtf2 (bis(trifluorometylosulfonylo)imid N-metylo-N-propylopiperydynowy)). Materiał węglowy w tych urządzeniach był jednakowy. Zbadano również 12 komercyjnych kondensatorów EDLC zakupionych w różnych firmach, różniących się parametrami takimi jak np. pojemność znamionowa (kondensatory firmy Panasonic, Maxwell, Vishay BC Comp., Rubycon, Comel Dubilier o pojemnościach od 0,47 F do 15 F). Część ta obejmuje również opis wykorzystanej aparatury i związanych z nią technik pomiarowych, tj.: galwanostatycznego ładowania-rozładowania, woltamperometrii cyklicznej i elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) wraz z opisem przebiegu doświadczeń. Przedstawiono również proste badania kalorymetryczne baterii urządzeń EDLC zarówno podczas jej ładowania jak i samorozładowania, w celu ustalenia, czy jest wymieniane cierpło z otoczeniem.

W następnej części pracy zamieszczono uzyskane wyniki badań wraz z ich dyskusją. Praca zawiera również aneks z danymi cyfrowymi i wykresami, które nie zostały pokazane w części doświadczalnej omawiającej szczegół owo jedynie wybrane przykłady. Na początku wykonywanych badań próbowano określić możliwy wpływ ewentualnych elektrochemicznych reakcji redox na szybki spadek napięcia. Po pewnym jednak czasie stwierdzono, że należy zbadać słuszność równań opisujących kondensatory klasyczne (dielektryczne, elektrolityczne) w zastosowaniu do urządzeń EDLC. Powody takiego działania były następujące. Po pierwsze, w Zakładzie Chemii Fizycznej Pan dr Maciej Galiński zaobserwował zjawisko odwrotne do "samorozładowania", czyli spontaniczny wzrost napięcia w warunkach obwodu otwartego po galwanostatycznym rozładowaniu do napięcia zerowego. Zauważony proces "samonaładowanie" (samorzutny wzrost napięcia) jest pozorny, to przez analogię, szybkie "samorozładowanie" też może być procesem pozornym. Po drugie, zwrócono uwagę na pojawiające się często w literaturze wyliczenie pojemności EDLC z reaktancji Z” zmierzonej w warunkach zmiennoprądowych (dla różnych częstości f) jako odwrotność iloczynu Z”27tf. Wartość określona w ten sposób powinna być równa pojemności C. Zgodnie z definicją pojemności kondensatora wiadomo, iż pojemnością C kondensatora nazywa się stały dla danego kondensatora stosunek ładunku zgromadzonego na jego okładkach do napięcia panującego między nimi. Jest to pewna stała, charakterystyczna dla każdego urządzenia. Jednak w literaturze wielkość ta pokazywana jest jako zmienna, co

6