DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

5. Experimentelle Ergebnisse und Diskussion
Bekanntlich folgte nach der ausgiebigen Gasadsorptionsanalyse der Kohlenstoffmaterialien die
weitere Charakterisierung in den Superkondensator-Testzellen. Alle Aktivkohlenstoffpulver
dieser Versuchsreihe wurden präpariert und die Abhängigkeit der spezifischen Elektrodenkapazität
von der Zellspannung in Abbildung 5.21 aufgetragen. Wiederholend zur Isothermen-
Darstellung lässt sich die Staffelung vom Referenzmaterial zum am höchsten aktivierten
Material erkennen. Dabei sind die Unterschiede in der Kapazität für die Referenz, das Verhältnis
1 : 1 und 1 : 2 noch deutlich, während ab einem Anteil von 1 : 3 die Werte sehr nah beieinander
liegen. Dennoch konnte eine Steigerung der spezifischen Elektrodenkapazität um
30 % von anfänglich 126 F/g auf 161 F/g erzielt werden. In dem verwendeten organischen
Elektrolytsystem in Kombination mit diesem Aktivkohlenstoff sind auch keinerlei störend auftretende
Redox-Reaktionen im Spannungsbereich bis 3.0 V erkennbar. Der flache Anstieg der
CV-Kurven wird im Laufe der immer höheren Aktivierung stets steiler, was auf einen abnehmenden
Widerstand des Kohlenstoffmaterials schließen lässt. Die Tabelle 5.7 zeigt übersichtlich
die elektrochemischen Kenndaten für die nachträglich aktivierten Kohlenstoffe aus der
Braunalge Lessonia nigrescens. Neben der mit zunehmender Aktivierung abfallenden Pelletdichte
sind auch die Werte für die volumetrische Elektrodenkapazität angegeben. Durch die
stark steigende Porosität im Kohlenstoffgerüst fällt die volumetrische Kapazität von 52 F/cm 3
auf einen Wert von 35 F/cm 3 ab. Allerdings würde eine Berechnung der volumetrischen
Kapazität über das Mikroporenvolumen bei der höchsten Aktivierungsstufe noch einen Wert
von 121 F/cm 3 erreichen. Die Art der Normierung ist folglich entscheidend, um Aussagen über
die entsprechenden Kennwerte zu machen.
Spezifische Elektrodenkapazität [F/g]
200
100
0
-100
-200
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Referenz
C:KOH = 1:1
C:KOH = 1:2
C:KOH = 1:3
C:KOH = 1:4
C:KOH = 1:5
alle 3 V,
10 mV/s
Spannung U [V]
Abbildung 5.21: Abhängigkeit der spezifischen Elektrodenkapazität von der Spannung aus
der zyklischen Voltammetrie mit einer Vorschubspannung von 10 mV/s in 1M TEABF 4 /AN
für die nachträglich in unterschiedlichen Massenverhältnissen mit Kaliumhydroxid aktivierten
Kohlenstoffe im Vergleich zum Referenzmaterial aus der Braunalge Lessonia nigrescens
144