DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

4.5 Grundlagen der Elektrochemie
Spannung U [V]
3
2
1
2.3 V
2.5 V
2.7 V
3.0 V
0
0 1 2 3 4 5
Zeit t [h]
Abbildung 4.20: Exemplarisches Spannungs-Zeit-Diagramm aus der Kombination von
zyklischer Voltammetrie und galvanostatischem Zyklisieren mit den vier unterschiedlichen
Potentialen für einen hochporösen Aktivkohlenstoff im organischen Elektrolyt
1M TEABF 4 /AN
Der elektrochemische Doppelschichtkondensator ist bekanntlich kein klassischer Energiespeicher
wie Batterien, sondern die Materialentwicklung zielt auf maximal mögliche Leistungen
ab, die aufgrund von Gleichung (2.9) direkt proportional zu den erreichten Energien
sind. Von großem Interesse sind daher die Energie- und Leistungswerte, die sich aus einem
entwickelten Material generieren lassen. Aus den Messdaten der zyklischen Voltammetrie und
dem galvanostatischen Zyklisieren lassen sich nach den Gleichungen (2.8) und (2.9) die Werte
der spezifischen Elektrodenenergie und spezifischen Elektrodenleistung für ein Aktivkohlenstoffmaterial
berechnen. Die graphische Auftragung der Werte meistens als Energie pro
Masseneinheit über die Leistung pro Masseneinheit wird als Ragone-Diagramm bezeichnet
und wird beispielsweise von CHRISTEN und CARLEN [243] oder auch von PELL und CONWAY
[244] detailliert beschrieben. Ein exemplarisches Ragone-Diagramm aus Messdaten für einen
hochporösen Kohlenstoff im organischen Elektrolyt 1M TEABF 4 /AN ist in Abbildung 4.21 zu
sehen. Die ebenfalls aufgetragenen charakteristischen Zeiten für das Lade- und Entladeverhalten
ergeben sich aus dem Verhältnis von Energie zu Leistung. Das Verhalten für ein
optimales Superkondensatormaterial wäre ein rechteckiger Verlauf, so dass bei hoher Leistung
ebenfalls eine hohe Energie verfügbar ist. Hinzu kommt die zu berücksichtigende Spannungsabhängigkeit
der Werte, um korrekte Angaben über ein Material im Hinblick auf die
Anwendung zu machen.
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