Nghiên cứu tính chất điện hóa của carbon hoạt tính từ vỏ sầu riêng ứng dụng trong siêu tụ điện hóa

Abstract

In this study, activated carbon materials are successfully synthesized by calcinating durian shells with KOH as an activator. The structure and morphology of activated carbon were investigated by Xray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM) and isotherm nitrogen N₂ adsorption-desorption isotherm. The XRD patterns of AC showed a broad peak between 20° and 27°, centered at 23°, with an additional peak around 43° ascribed to the amorphous carbon. SEM images showed the material surface forming many pores, and the specific surface area of the SR400 HH, SR500HH and SR600 HH materials were 1034, 1591 and 1576 m²/g, respectively. Subsequently, the activated carbon was used as electrode active material in supercapacitors. The performance of the electrode was analyzed by Cyclic Voltammetry (CV), which showed that the SR500 HH electrode had the highest specific capacitance with 70 F/g at 5 mV/s. Additionally, the SR500 HH electrodes maintained 86% of their capacitance after 1000 cycles by the Galvanostatic charge discharge (GCD) method.

Tóm tắt

Trong nghiên cứu, than hoạt tính được tổng hợp thành công từ vỏ sầu riêng bằng phương pháp nung pha rắn và hoạt hóa bề mặt bằng KOH. Phân tích cấu trúc bằng phương pháp nhiễu xạ tia X cho thấy các mẫu than xuất hiện đỉnh nhiễu xạ rộng giữa 20° và 27°, tập trung ở 23° và một đỉnh ở 43° của carbon vô định hình. Bề mặt vật liệu than hoạt tính hình thành nhiều lỗ rỗng và xốp. Diện tích bề mặt riêng của vật liệu SR400 HH, SR500 HH và SR600 HH lần lượt là 1034, 1591 và 1576 m2/g. Các mẫu than hoạt tính được sử dụng làm vật liệu điện cực cho siêu tụ điện đối xứng. Tính chất điện hóa của điện cực được nghiên cứu bằng phương pháp quét thế vòng tuần hoàn. Kết quả cho thấy điện cực SR500 HH có điện dung riêng cao nhất với 70 F/g ở tốc độ quét 5 mV/s. Phương pháp phóng nạp dòng cố định vật liệu SR500 HH hoạt động ổn định trong 1000 chu kỳ phóng nạp, duy trì 86% điện dung.