DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

5. Experimentelle Ergebnisse und Diskussion
Heizrate
[K/min]
S BET
[m 2 /g]
S QSDFT
[m 2 /g]
GPV Gurvich
[cm 3 /g]
GPV QSDFT
[cm 3 /g]
MiPV V-t, DeBoer
[cm 3 /g]
MiPV QSDFT
[cm 3 /g]
MePV QSDFT
[cm 3 /g]
MiPO V-t, DeBoer
[m 2 /g]
MiPO QSDFT
[m 2 /g]
1 1213 1108 0.77 0.63 0.43
0.41
(65 %)
0.22
(35 %)
1050
994
(90 %)
2 1141 1052 0.77 0.60 0.41
0.39
(65 %)
0.21
(35 %)
1009
950
(90 %)
3 1263 1203 0.84 0.71 0.46
0.42
(59 %)
0.29
(41 %)
1086
1049
(87 %)
5 1317 1328 0.86 0.79 0.44
0.43
(54 %)
0.36
(46 %)
1131
1182
(89 %)
Tabelle 5.2: Gasadsorptionswerte der Kohlenstoffe aus der Braunalge Lessonia nigrescens,
hergestellt mit unterschiedlichen Heizraten (siehe Abbildung 5.4)
Nach der Heizrate sollte die geeignetste Pyrolysetemperatur bestimmt werden, was auch von
den Grundvoraussetzungen des Carbolite-Ofens abhängig war. Dieser war maximal bei einer
Temperatur von 1200°C laut Hersteller zu betreiben, um aber kein Schadensrisiko der Heizelemente
einzugehen, war das Maximum auf 1100°C festgelegt. Somit wurde eine Pyrolyse
von Lessonia nigrescens mit einer Heizrate von 5 K/min, einer Haltezeit von 60 Minuten, einem
mittleren Stickstofffluss von 10 L/min und den Temperaturen 650, 700, 900 und 1100°C
durchgeführt. In Abbildung 5.5 ist deutlich erkennbar, dass die N 2 -Isotherme des Kohlenstoffs
der höchsten Temperatur am meisten Gasvolumen adsorbieren kann. Die BET-Oberfläche
beträgt bei einer Pyrolysetemperatur von 650°C gerade einmal 679 m 2 /g und kann durch die
Erhöhung der Temperatur um 450°C auf einen Wert von 1317 m 2 /g gesteigert werden. Die
Steigerung der zugänglichen BET-Oberfläche um nahezu 100 % spiegelt sich auch in den
Werten des Gesamt- und Mikroporenvolumens wieder. Das anfängliche Porenvolumen (nach
Gurvich) der gesamten Kohlenstoffporosität von 0.5 cm 3 /g lag nach der Temperaturerhöhung
bei einem Wert von 0.86 cm 3 /g (vgl. Tabelle 5.3). Die maximale Temperatur von 1100°C für die
Pyrolyse sollte auch der Prozessparameter der Wahl sein, in Hinblick auf die Erhöhung des
Mikroporenvolumens, denn wie in späteren Kapiteln ersichtlich, spielt die Ausprägung des
Mikroporenvolumens eine Schlüsselrolle für die Leistungsgenerierung im elektrochemischen
Doppelschichtkondensator.
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