Strategie per la realizzazione di supercondensatori con materiali di origine naturale.

Spina, Giovanni Emanuele (2019) Strategie per la realizzazione di supercondensatori con materiali di origine naturale. [Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in Ingegneria energetica [LM-DM270], Documento ad accesso riservato.
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Abstract

In questa tesi viene presentata per la prima volta la possibilità di progettare e realizzare supercondensatori eco-compatibili avendo come obbiettivo non solo target prestazionali, ma anche la gestione di fine vita del dispositivo. L’approccio proposto si basa su un’intelligente combinazione di materiali, in particolare, leganti e separatori biodegradabili, entrambi solubili in acqua e liquidi ionici idrofobi come elettroliti. A fine vita, queste componenti sono facilmente riciclabili. In particolare, in questo lavoro di tesi, sono state studiate due tipologie di materiale polimerico di origine naturale: cellulosa e pullulano. Mentre la cellulosa è stata già proposta per applicazioni per supercondensatori, il pullulano viene qui proposto per la prima volta. L’implementazione di questi due polimeri è stata fatta producendo separatori tramite il processo di elettrofilatura. Le membrane realizzate sono state caratterizzate con attenzione alla loro stabilità e al loro contributo alla resistenza interna dei supercondensatori (mediante spettroscopia di impedenza elettrochimica EIS) in presenza di tre elettroliti organici, e in particolare dei liquidi ionici, 1-Etil-3-metilimidazolio bis (trifluorometilsolfonil) immide (EMIM-TFSI) e 1-metil-1-butil pirrolidinio bis(trifluorometilsolfonil)immide (PYR14TFSI). Pullulano/EMI-TFSI è risultata la migliore combinazione polimero/elettrolita. Pertanto, sono stati realizzati supercondensatori con elettrolita EMIM-TFSI, separatore in pullulano elettrofilato, ed elettrodi a base di un carbone commerciale ad elevata area specifica (1960 m2/g), additivo conduttore carbonioso e pullulano come legante. Sono state condotte misure EIS, voltammetriche e ciclici di carica-scarica. I supercondensatori hanno raggiunto tensioni pari a 3.2 V, superiori a quelle di celle commerciali, e valori di potenza ed energia confrontabili con quelli di sistemi commerciali.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea magistrale)
Autore della tesi
Spina, Giovanni Emanuele
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
supercondensatori EDLC,biopolimeri,pullulano,cellulosa,elettrofilatura,liquidi ionici,porosimetria
Data di discussione della Tesi
13 Giugno 2019
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