Maarja Paalo kaitseb doktoritööd „Synthesis and characterization of novel carbon electrodes for high power density electrochemical capacitors“

29. märtsil kell 12.15 kaitseb Maarja Paalo doktoritööd „Synthesis and characterization of novel carbon electrodes for high power density electrochemical capacitors“ („Uudsete süsinikmaterjalide süntees ja karakteriseerimine suure võimusega superkondensaatorite rakendusteks“).

Juhendajad:
kaasprofessor Thomas Thomberg, Tartu Ülikool
Indrek Tallo, Concise Systems OÜ
professor Enn Lust, Tartu Ülikool

Oponent:
dotsent Olivier Crosnier, Nantesi Ülikool (Prantsusmaa)

Kokkuvõte
Viimastel aastatel on üsna kiiresti kasvanud nõudlus mitmekülgsete energiasalvestussüsteemide järele. Mõnedes piirkondades on pidevalt suurenev energiatarbimine ja selle mõju keskkonnale on tekitanud vajaduse uute suure võimsuse- ja energiatihedusega energiasalvestite järele. Superkondensaatorid on pälvinud palju tähelepanu, kuna neil on suur erimahtuvus, pikk tööiga, suur võimsustihedus ja väga madalad hoolduskulud.

Superkondensaatoreid saab kombineerida koos kõrge energiatihedusega patareide ja kütuseelementidega erinevates rakendustes, kus on oluline samaaegselt nii suur energia kui ka võimsustihedus. Superkondensaatorites salvestatava kui ka sealt vabaneva energia väärtused sõltuvad olulisel määral selle elektrilisest mahtuvusest, süsteemi takistusest ja maksimaalsest rakupotentsiaalist, mis kõik sõltuvad kasutatavate elektroodide materjalide poorsusest ja elektrolüüdi omadustest.

Üks enimkasutatud elektroodimaterjale superkondensaatorites on erinevad poorsed süsinikud ja nende hulgas ka karbiidist saadud süsinikud, millede korral on võimalik pooride suurust väga kontrollitult varieerida ning läbi selle suurendada süsteemis salvestatava energia hulka. Teiseks oluliseks energia salvestamist piiravaks teguriks superkondensaatorites on kasutatavate elektrolüütide mõõdukas tööpotentsiaal. Superkondensaatori suurepärase jõudluse saavutamiseks on seega oluline optimeerida nii elektroodimaterjali mikro- ja mesopoorsust ja selle sobivust kasutatava elektrolüüdiga kui ka optimeerida kasutatava elektrolüüdi korral selle maksimaalset rakendatavat rakupotentsiaali.

Antud doktoritöös kasutati mikro- ja mesopoorsete elektroodimaterjalide valmistamiseks sool-geel meetodit, mis annab esialgsele karbiidile täiendava mesopoorsuse, mis jääb alles ka karbiidset päritolu süsinikmaterjali ja mida ei eksisteeri kommertsiaalsest karbiidist süsteesitud süsinikus. Teiseks töötati välja „operando“ aktiveerimise ja passiveerimise meetod elektroodide maksimaalse rakendatava rakupotentsiaali suurendamiseks, et suurendada süsteemi energiatihedust.

Kaitsmine toimub MS Teamsis.