DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

5.4 Acetylenkoks
5.4.3 CHARAKTERISIERUNG MIT QUASI-REFERENZELEKTRODE
Der chemisch mit Kaliumhydroxidpulver aktivierte Acetylenkoks wurde wie die Aktivkohlenstoffe
aus den anderen Rohstoffen neben der elektrochemischen Charakterisierung des
Gesamtsystems mit der Quasi-Referenzelektrode aus Platindraht in dem organischen Elektrolyt
1M TEABF 4 /AN bis zu einer Spannung von 3.0 V vermessen. Die Abhängigkeiten der spezifischen
Elektrodenkapazität von der Spannung sind für die negative und positive Elektrode in
der Abbildung 5.102 für alle Aktivierungsstufen bis auf die vierte, aufgetragen. Das mit vier
Gewichtsanteilen aktivierte Kohlenstoffpulver wurde auch vermessen, jedoch traten messtechnische
Probleme auf und die Messung konnte nicht wiederholt werden. Für alle
Aktivkohlenstoffe treten auf der Seite der Kathode keine unerwünschten Redox-Reaktionen
auf, allerdings an der Anode weisen alle bei Erreichen ihrer Maximalspannung einen Oxidationspeak
und bei der Entladung der Elektrode leichte Reduktionen auf. Die geringsten spezifischen
Elektrodenkapazitäten erreicht das im gleichen Gewichtsverhältnis von Kohlenstoff zu
Kaliumhydroxid aktivierte Pulver auf, das an der Anode 108 F/g und an der Kathode 113 F/g
erzielt. Das heißt, den höheren Kapazitätswert generiert die Adsorption der TEA -Ionen, aber
die Gesamtkapazität wird von den kleineren BF 4 -Ionen kontrolliert, da der Kehrwert im
Zusammenhang der Reihenschaltung einen größeren Beitrag ergibt zur Gesamtkapazität, wenn
der Einzel-Kapazitätswert kleiner ist. Dies ergibt eine Elektrodenkapazität von 113 F/g aus der
Messung des Gesamtsystems. Der Aktivkohlenstoff der zweiten Aktivierungsstufe erzielt mit
einem Wert von 157 F/g den höchsten Kapazitätswert auf Seiten der positiven Elektrode durch
die Adsorption der BF 4 -Ionen von den vier mit Quasi-Referenzelektrode charakterisierten
Materialien. Mit dem Kapazitätswert der Kathode von 140 F/g ergibt dies eine um 31 %
gesteigerte Elektrodenkapazität von 148 F/g aus der Messung des Gesamtsystems. Bei der
dritten Aktivierungsstufe dreht sich nun das Verhältnis der maximal erreichten Spannungswerte
zum ersten Mal innerhalb der Versuchsreihe um, und der höhere Wert liegt bei der
Anode, anstatt wie bei den beiden vorangegangenen Stufen bei der Kathode. Dabei ist
allerdings die spezifische Kapazität durch die Adsorption der BF 4 -Ionen mit 155 F/g immer
noch leicht höher als die der TEA -Adsorption mit 153 F/g, wodurch folglich auch die
Gesamtkapazität kontrolliert wird. Der Kapazitätswert an der Kathode war mit einem Wert von
162 F/g maximal, für die höchste Aktivierungsstufe mit fünf Gewichtsanteilen des Kaliumhydroxids.
Die maximale TEA -Adsorption und die erstmalige Kontrolle der BF 4 -Ionen über die
Gesamtkapazität, erzielten einen der höchsten Werte mit einem Elektrodenkapazitätswert von
156 F/g, wobei die dritte Aktivierungsstufe ebenfalls 156 F/g erreicht. Die Auswertung der
vorhandenen Messungen für die Trennung der anodischen und kathodischen Vorgänge lassen
vermuten, dass auch hier die vierte Aktivierungsstufe den höchsten Kapazitätswert erreicht
hätte, in Übereinstimmung mit der elektrochemischen Charakterisierung des gesamten Zellsystems.
265