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Enregistrement W2266778226 · doi:10.1149/ma2015-02/9/579

Solid-State Planar Edlc Design Enabled By Hydroxide-Conducting Polymer

2015· article· en· W2266778226 sur OpenAlexaff
Keryn Lian, Han Gao, Jak Li, John R. Miller, R. A. Outlaw, Sue M. Butler

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2015
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueSupercapacitor Materials and Fabrication
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésElectrolyteMaterials scienceSupercapacitorPolymerNanotechnologyGrapheneElectrodePolymer capacitorCapacitorChemical engineeringElectrolytic capacitorOptoelectronicsElectrical engineeringElectrochemistryComposite materialVoltageChemistryEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Electrolytic capacitors are the current solution for 120 Hz power filtering. However such devices are bulky, which limits power electronics miniaturization. Electric double layer capacitors (EDLCs), often referred to by the product name Supercapacitor, have much higher volumetric charge storage and potentially should allow for a size reduction in the power electronics. For an EDLC to be capable of efficient AC line filtering, its impedance phase angle at 120 Hz must reach or be close to -90 degree. The very first EDLC that met this requirement was fabricated using vertically-oriented graphene with a liquid KOH electrolyte [1]. Both series resistance and distributed charge storage were minimized to reach this level of performance. Further development has led to a planar interdigitated cell design, which offers volumetric advantages and a simple approach for series-connecting cells [2]. With this design, polymer electrolytes are preferred since they can cover each planar cell without flowing to an adjacent cell. In the past, we have demonstrated a tetraethylammonium hydroxide (TEAOH)-based polymer electrolyte system that outperformed the KOH-based polymer electrolytes [3]. In this study, we leveraged the TEAOH polymer electrolyte and the vertically-oriented graphene to demonstrate solid-state planar EDLC cells. Impedance behavior of the cells at both room temperature and elevated temperatures was investigated. Two polymer electrolyte systems based on TEAOH were studied: (a) TEAOH-polyvinyl alcohol (TEAOH-XLPVA); and (b) TEAOH- polyacrylamide (TEAOH-PAM). Utilizing these polymer electrolytes, we assembled solid-state EDLC cells using vertically-oriented graphene electrodes. These solid-state devices were first tested at room temperature for aging stability and then at higher temperature for thermal stability. Figure 1 shows three plots of capacitance versus frequency for TEAOH-based electrolyte solid-state EDLCs. The capacitance values were calculated assuming a series-RC circuit model. While both TEAOH-PAM-based and TEAOH-XLPVA-based electrolyte cells showed capacitive behavior, the former exhibited higher initial capacitance than the latter (38 vs. 32 μF at 120 Hz). Although both capacitors showed slightly reduced capacitance after ca.25 days storage without packaging (Fig. 1a), both capacitors demonstrated good shelf life at room temperature. Further evaluations of the thermal stability of these capacitors at elevated temperatures were performed at temperatures up to 110 oC (Fig. 1b and 1c). Capacitance increased with increasing temperature for both solid-state electrolytes. A detailed analysis including comparisons will be presented. Capacitor equivalent series resistance and characteristic response times will be discussed. References: J. R. Miller, R. A. Outlaw, and C. C. Holloway, Science 329, 1637 (2010). J. R. Miller and R. A. Outlaw, J. Electrochem. Soc. 162(5), A5077 (2015). H. Gao, J. Li, and K. Lian, RSC Adv., 4, 21332 (2014). Fig. 1: Capacitance versus frequency of solid-state ELDCs made with TEAOH-based polymer electrolytes demonstrating (a) the effect of ca. 25-day shelf-storage at room temperature; and elevated-temperature performance of (b) the TEAOH-XLPVA-based electrolyte solid-state capacitor; and (c) the TEAOH-PAM-based electrolyte solid-state capacitor. Figure 1

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,057
Tête enseignante GPT0,278
Écart entre enseignants0,221 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2015
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