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5.4 Acetylenkoks
5.4.2 ORGANISCHER ELEKTROLYT 1M TEABF 4 /AN
Im Anschluss an die Untersuchungen mit der Gasadsorption wurden alle fünf Aktivkohlenstoffe
zu Elektrodenpellets präpariert und im organischen Elektrolyt 1M TEABF 4 /AN vermessen. Die
Abbildung 5.98 zeigt die aus der zyklischen Voltammetrie bestimmten Werte der spezifischen
Elektrodenkapazität in Abhängigkeit des Mikro- und Mesoporenvolumens nach der QSDFT. Das
Mikroporenvolumen steigt dabei von 0.38 cm 3 /g zu Beginn, auf 0.61 cm 3 /g bis zur dritten
Aktivierungsstufe, fällt dann leicht ab auf 0.56 cm 3 /g, um dann bei der fünften Stufe wieder
erneut leicht anzusteigen auf 0.60 cm 3 /g. Allerdings im Zusammenhang mit dem Gesamtporenvolumen,
das kontinuierlich von 0.42 cm 3 /g auf 1.11 cm 3 /g ansteigt, fällt der prozentuale
Anteil der Mikroporen von 90 %, über 82 %, 66 % auf 51 % ab und steigt dann wieder 3 %. Das
heißt, das Mikroporenvolumen hat bei der höchsten Kapazität von 160 F/g den geringsten
Anteil am Gesamtporenvolumen. Im Vergleich dazu steigt das Mesoporenvolumen von
0.04 cm 3 /g zu Beginn, auf das Maximum von 0.53 cm 3 /g bei der vierten Aktivierungsstufe.
Prozentual zum Gesamtporenvolumen entspricht dies einer Steigerung von 10%, über 18 %,
34 % auf 49 % und dann fällt es wieder um 3 % ab. Das heißt, das Mesoporenvolumen besitzt
bei der höchsten Kapazität den höchsten Anteil am gesamten Volumen der generierten
Porosität. Auffällig ist auch, dass innerhalb der Versuchsreihe das Mesoporenvolumen nie den
Wert des Mikroporenvolumens übersteigt, wie es deutlich bei den Aktivkohlenstoffen aus dem
Petrol- und Pechkoks der Fall war. Aber identisch ist das Verhalten der Kapazitätsmaximierung,
denn die höchste spezifische Kapazität wird erreicht, wenn die prozentualen Werte der beiden
Porenklassen jeweils nahezu 50 % der gesamten Porosität einnehmen. Das
Mikroporenvolumen liegt dabei leicht höher mit 51 % und das Mesoporenvolumen entspricht
den restlichen 49 %.
Auch die aufgetragenen CV-Kurven der fünf Aktivkohlenstoffe in Abbildung 5.99 zeigen eine
deutliche Steigerung der spezifischen Elektrodenkapazität von einem im Verhältnis C : KOH =
1 : 1 [wt.] aktivierten Acetylenkoks zu den vier höher aktivierten Proben. Geringfügig unter den
Maximalwerten bleibt die zweite Stufe der Aktivierung von der Gruppe der zu drei, vier und
fünf Anteilen aktivierten Materialien. Trotz immer höherem Gesamtporenvolumen und
höherer Oberfläche können die hinzu kommenden kleinen Mesoporen keine deutliche
Kapazitätszunahme durch Ionenadsorption generieren. Rein optisch zeigen die Kurvenverläufe
ab dem zweiten Aktivierungsgrad einen gleichbleibenden Widerstand des Elektrodenmaterials,
der sich im Vergleich zur ersten Aktivierungsstufe leicht verschlechtert hat. Ein tabellarischer
Überblick über die spezifische Elektrodenkapazität, die Pelletdichte und die daraus ermittelte
volumetrische Elektrodenkapazität ist ergänzend in Tabelle 5.32 angegeben.
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