DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

5.3 Pechkoks
Spezifische Elektrodenenergie [Wh/kg]
Kathode (TEA + -Ionen)
100
10 360 s
1 36 s
3.6 s
0.36 s
0.1
100 1000 10000
Anode (BF - 4
-Ionen)
360 s
36 s
3.6 s 0.36 s
100 1000 10000
alle 3 V
C:KOH = 1:1
C:KOH = 1:2
C:KOH = 1:3
C:KOH = 1:4
C:KOH = 1:5
Spezifische Elektrodenleistung
[W/kg]
Abbildung 5.91: Abhängigkeiten der spezifischen Elektrodenenergie von der spezifischen
Elektrodenleistung in getrennter Auftragung für die Anode und Kathode aus dem galvanostatischen
Zyklisieren mit Quasi-Referenzelektrode (Platindraht) bis 3.0 V in 1M TEABF 4 /AN
für den chemisch in unterschiedlichen Massenverhältnissen mit Kaliumhydroxid aktivierten
Pechkoks
Wo beim einen Aktivkohlenstoff die BF 4 -Adsorption einen hochmikroporösen Kohlenstoff
fordert, so ist es bei einem anderen Aktivkohlenstoff ein sowohl mikro- als auch mesoporöser
Kohlenstoff, der die höchsten Energien und Leistungen erreicht. Auch auf der Seite der
Kathode schneidet der Aktivkohlenstoff der vierten Stufe am besten ab, im Vergleich zu allen
übrigen Aktivierungsstufen. Obwohl die spezifische Elektrodenenergie mit knapp über
40 Wh/kg bei sehr geringen Strömen unter denen der zweiten und fünften Aktivierungsstufe
liegt, bleibt das Energieniveau als einziges sehr stabil über die Steigerung der spezifischen
Elektrodenleistung von unter 400 W/kg auf über 10.000 W/kg. In der Auftragung der Kapazität
für Anode und Kathode zeigte dieses Material starke Oxidationen und Reduktionen an der
Kathode, wodurch auch dieser extrem hohe Leistungswert beeinflusst wird, obwohl es sich um
eine andere Testzelle und somit auch andere Elektrodenpellets handelte. Die Werte lassen
vermuten, dass generell bei dem Aktivkohlenstoffpulver der vierten Stufe pseudo-kapazitive
Beiträge wirken. Alle übrigen Aktivmaterialien der Versuchsreihe bleiben mit ihren spezifischen
Elektrodenleistungen unter dem Wert von 4000 W/kg bei gleich hoher Strombelastung. Die
geringsten Energie- und Leistungswerte erreichte an beiden Elektroden das im gleichen
Gewichtsverhältnis von Kohlenstoff zu Kaliumhydroxid aktivierte Material. Die anderen Gewichtsverhältnisse
liegen jeweils im Zwischenbereich zu den höchsten Werten der vierten
Aktivierungsstufe. Für die Versuchsreihe mit dem Pechkoks ist in allen Bereichen das Material
der vierten Aktivierungsstufe am besten, was jedoch durch zusätzliche Oxidationen und
Reduktionen zur normalen elektrostatischen Ionenanlagerung hervorgerufen wird.
249