DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

5.2 Petrolkoks
angewiesen, so sollte ein hoch aktivierter Koks das Material der Wahl sein, um höchst
mögliche Leistungen und Energien bereit zu stellen. Im Vergleich zum organischen Elektrolyt
können im wässrigen Elektrolyt zwar höhere Leistungen erzielt werden, aber bei deutlich
geringeren Energiewerten und auch die Arbeitsspannung ist auf unter 1.0 V begrenzt, aufgrund
der Zersetzungsspannung für die Wassermoleküle.
Spezifische Elektrodenenergie [Wh/kg]
10
1
360 s
36 s
3.6 s
0.1
1 10 100 1000 10000 100000
1M H 2
SO 4
C:KOH = 1:3
C:KOH = 1:5
3.8M H 2
SO 4
C:KOH = 1:3
C:KOH = 1:5
6M KOH
C:KOH = 1:3
C:KOH = 1:5
alle 0.8 V
Spezifische Elektrodenleistung
[W/kg]
Abbildung 5.67: Abhängigkeit der spezifischen Elektrodenenergie von der spezifischen
Elektrodenleistung (Ragone-Diagramm) bei einer Spannung von 0.8 V für den chemisch in
unterschiedlichen Massenverhältnissen mit Kaliumhydroxid aktivierten Petrolkoks in den
drei wässrigen Elektrolyten 1M H 2 SO 4 , 3.8M H 2 SO 4 und 6M KOH
Bei der Verwendung dieser Elektrolyte ist auch das Zehnfache der Strombelastung im Vergleich
zu organischen Lösungsmitteln möglich. In Abbildung 5.68 sind die Abhängigkeiten der spezifischen
Elektrodenkapazität von den angelegten Strömen auf die beiden Materialien für alle
drei Elektrolyte aufgetragen. Bei sehr geringen Strömen von unter 100 mA/g sind im basischen
Elektrolyt der 6-molaren Kalilauge sehr hohe Kapazitätswerte von 318 F/g für die mit drei
Gewichtsanteilen und 300 F/g für die mit fünf Gewichtsanteilen aktivierte Kohlenstoffelektrode
gemessen worden. Das hoch aktivierte Material, das die höchsten Leistungs- und
Energiewerte aufweist, zeigt auch bei einer Steigerung der Ströme bis auf über 40.000 mA/g
die beste Kapazitätsstabilität. Ab einer Belastung von 20.000 mA/g bleibt der Wert nahezu
konstant bei 180 F/g, wo bereits alle anderen Systeme oder Materialien einen weit geringeren
Kapazitätswert von unter 160 F/g erreichen. Beispielsweise bei der 1-molaren Schwefelsäure
und dem weniger aktivierten Kohlenstoff fallen die Werte bei diesen Strömen weit unter die
100 F/g, mit einem Wert von 60 F/g bei einem Strom von 25.500 mA/g. Dagegen erreicht das
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