Симетричні суперконденсатори на базі нанопористих вуглецевих матеріалів з оптимізованою структурою електродів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГавриков, Дмитро Сергійович
dc.date.accessioned2021-03-25T15:12:46Z
dc.date.available2021-03-25T15:12:46Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenThe dissertation is devoted to the creation of symmetric supercapacitors with improved specific parameters and the creation of hybrid power supplies on their base. The dissertation investigates the influence of the porous structure and particle size distribution of carbon materials on the capacity and power of supercapacitors. The optimal thickness of the energy accumulating component of the electrodes is determined for supercapacitors with high specific energy density and for supercapacitors with high power. Parasitic processes that negatively affect the service life of hybrid power supplies are also studied, and external electronic devices that neutralize the influence of parasitic processes are proposed. Influence of the nanoporous structure of carbon materials on the specific parameters of supercapacitors was investigated in the dissertation. It has been shown that carbon materials by nanoporous structure should be divided into two categories. The first category includes materials that provide high specific energy consumption, and the second - materials that provide high specific power of supercapacitors. It has been experimentally established that for electrolytes based on a solution of tetraethylammonium tetrafluoroborate in acetonitrile, the pore size in the carbon materials that provide the maximum specific energy is in the range from 1 to 3 nm and materials in which the pore size is 2,5 nm provides high specific power parameters. A theoretical model is proposed that explains the nonlinear dependence of the internal resistance of a supercapacitor on the thickness of the energy-accumulating component of its electrodes. The results of theoretical calculations correlate well with experimental data. The operation of a hybrid power supply based on a block of supercapacitors and a battery has been investigated. It is proved that for stable operation of the hybrid power supply it is necessary to use additional electronic devices: a device that limits the maximum discharge current of the battery, a device that limits the maximum charge current of the supercapacitor unit and a supercapacitor’s balancing device. Experimental and theoretical studies have been carried out in order to create supercapacitors with the maximum specific energy capacity. A mathematical model is proposed that establishes the relationship between the thickness of the energy storage component of the electrode and the materials from which the supercapacitor is made. Using the results of theoretical calculations and experimental data, a model of a supercapacitor with a specific energy consumption of 9.1 W h/kg was made. The obtained specific energy consumption is 25% higher than the specific energy consumption of the best samples of modern industrial supercapacitorsuk
dc.description.abstractruДиссертация посвящена созданию симметричных суперконденсаторов с улучшенными удельными параметрами и, на их основе, гибридных источников питания. В работе исследуется влияние на параметры cуперконденсаторов структуры углеродных материалов. Для описания процессов, протекающих в пористых электродах, предложены две математических модели. Опираясь на результаты экспериментальных исследований и теоретических вычислений, определяется состав и конструкция электродов для суперконденсаторов. Удельная емкость суперконденсатора, изготовленного с использованием результатов работы, составила 9,1 Вт-час/кг. В работе исследуется работа гибридных источников питания на базе блока суперконденсаторов. Предложены внешние электронные устройства, которые обеспечивают продолжительную стабильную работу гибридного источника питания.uk
dc.description.abstractukДисертаційна робота присвячена створенню симетричних суперконденсаторів з покращеними питомими параметрами та створенню на їх основі гібридних джерел живлення із збільшеним строком експлуатації. В роботі досліджується вплив пористої структури вуглецевих матеріалів на параметри cуперконденсаторів. Для математичного опису процесів, що протікають в пористих електродах, запропоновані дві нові теоретичні моделі. Спираючись на результати експериментальних досліджень і теоретичних розрахунків, визначено склад і конструкції електродів для високоємних та високопотужних суперконденсаторів. Питома ємність суперконденсатора, виготовленого з використанням результатів роботи, склала 9,1 Вт-год/кг. В роботі досліджується робота гібридних джерел живлення виготовлених на базі блоків суперконденсаторів. Запропоновані зовнішні електронні пристрої, які забезпечують тривалу стабільну роботу гібридного джерела живленняuk
dc.format.page28 с.uk
dc.identifier.citationГавриков, Д. С. Симетричні суперконденсатори на базі нанопористих вуглецевих матеріалів з оптимізованою структурою електродів : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.17.03 – технічна електрохімія / Гавриков Дмитро Сергійович. – Київ, 2021. – 28 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/40244
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectсуперконденсаториuk
dc.subjectвуглецеві матеріалиuk
dc.subjectгібридні джерела живленняuk
dc.subjectпитома енергоємністьuk
dc.subjectпитома потужністьuk
dc.subjectструм саморозрядуuk
dc.subjectвнутрішній опірuk
dc.subjectефект розбалансуванняuk
dc.subjectнанопористі матеріалиuk
dc.subjectsupercapacitorsuk
dc.subjectcarbon materialsuk
dc.subjecthybrid power suppliesuk
dc.subjectspecific energy capacityuk
dc.subjectspecific poweruk
dc.subjectself-discharge currentuk
dc.subjectinternal resistanceuk
dc.subjectunbalance effectuk
dc.subjectnanoporous materialsuk
dc.subjectсуперконденсаторыuk
dc.subjectуглеродные материалыuk
dc.subjectгибридные источники питанияuk
dc.subjectудельная энергоемкостьuk
dc.subjectудельная мощностьuk
dc.subjectток саморазрядаuk
dc.subjectвнутреннее сопротивлениеuk
dc.subjectэффект разбалансированияuk
dc.subjectнанопористые материалыuk
dc.subject.udc544.636+544.653uk
dc.titleСиметричні суперконденсатори на базі нанопористих вуглецевих матеріалів з оптимізованою структурою електродівuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Havryliuk_aref.pdf
Розмір:
1.02 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ТЕХВ)
Автореферати (вільний доступ)