Published October 29, 2020
| Version v1
Publication
Open
The Study of Plasticized Solid Polymer Blend Electrolytes Based on Natural Polymers and Their Application for Energy Storage EDLC Devices
Creators
- 1. Prince Sultan University
- 2. Kurdistan Regional Government
- 3. Komar University of Science and Technology
- 4. International Islamic University Malaysia
- 5. University of Kuala Lumpur
- 6. University of Malaya
Description
In this work, plasticized magnesium ion-conducting polymer blend electrolytes based on chitosan:methylcellulose (CS:MC) were prepared using a solution cast technique. Magnesium acetate [Mg(CH3COO)2] was used as a source of the ions. Nickel metal-complex [Ni(II)-complex)] was employed to expand the amorphous phase. For the ions dissociation enhancement, glycerol plasticizer was also engaged. Incorporating 42 wt% of the glycerol into the electrolyte system has been shown to improve the conductivity to 1.02 × 10−4 S cm−1. X-ray diffraction (XRD) analysis showed that the electrolyte with the highest conductivity has a minimum crystallinity degree. The ionic transference number was estimated to be more than the electronic transference number. It is concluded that in CS:MC:Mg(CH3COO)2:Ni(II)-complex:glycerol, ions are the primary charge carriers. Results from linear sweep voltammetry (LSV) showed electrochemical stability to be 2.48 V. An electric double-layer capacitor (EDLC) based on activated carbon electrode and a prepared solid polymer electrolyte was constructed. The EDLC cell was then analyzed by cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge–discharge methods. The CV test disclosed rectangular shapes with slight distortion, and there was no appearance of any redox currents on both anodic and cathodic parts, signifying a typical behavior of EDLC. The EDLC cell indicated a good cyclability of about (95%) for throughout of 200 cycles with a specific capacitance of 47.4 F/g.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذا العمل، تم تحضير إلكتروليتات مزيج البوليمر الملدنة الموصلة لأيون المغنيسيوم بناءً على الكيتوزان:ميثيل السليلوز (CS:MC) باستخدام تقنية صب المحلول. تم استخدام أسيتات المغنيسيوم [Mg(CH3COO)2] كمصدر للأيونات. تم استخدام مجمع معدن النيكل [Ni(II )- complex)] لتوسيع المرحلة غير المتبلورة. لتعزيز تفكك الأيونات، تم أيضًا استخدام ملدن الجلسرين. ثبت أن دمج 42 ٪ بالوزن من الجلسرين في نظام الإلكتروليت يحسن الموصلية إلى 1.02 × 10−4 سم−1. أظهر تحليل حيود الأشعة السينية (XRD) أن الإلكتروليت ذو أعلى موصلية له الحد الأدنى من درجة التبلور. تم تقدير رقم التحويل الأيوني ليكون أكثر من رقم التحويل الإلكتروني. تم استنتاج أنه في CS:MC:Mg(CH3COO)2:Ni(II)- Complex:glycerol، الأيونات هي حاملات الشحن الأساسية. أظهرت نتائج قياس الجهد الكاسح الخطي (LSV) استقرارًا كهروكيميائيًا يبلغ 2.48 فولت. تم بناء مكثف كهربائي مزدوج الطبقة (EDLC) يعتمد على قطب الكربون المنشط وكهارل بوليمر صلب محضر. ثم تم تحليل خلية EDLC بواسطة قياس الفولطية الدوري (CV) وطرق تفريغ الشحنة الجلفانوستاتية. كشف اختبار CV عن أشكال مستطيلة مع تشوه طفيف، ولم يكن هناك ظهور لأي تيارات اختزال على كل من الأجزاء الأنودية والكاثودية، مما يدل على سلوك نموذجي لـ EDLC. أشارت خلية EDLC إلى قابلية دوران جيدة تبلغ حوالي (95 ٪) طوال 200 دورة بسعة محددة تبلغ 47.4 فهرنهايت/غرام.Translated Description (French)
Dans ce travail, des électrolytes de mélange de polymères conducteurs d'ions magnésium plastifiés à base de chitosane :méthylcellulose (CS :MC) ont été préparés en utilisant une technique de coulée en solution. L'acétate de magnésium [Mg(CH3COO)2] a été utilisé comme source des ions. Le complexe métallique de nickel [Ni(II)-complexe)] a été utilisé pour dilater la phase amorphe. Pour l'amélioration de la dissociation des ions, un plastifiant à base de glycérol a également été engagé. Il a été démontré que l'incorporation de 42 % en poids de glycérol dans le système électrolytique améliore la conductivité à 1,02 × 10−4 S cm−1. L'analyse par diffraction des rayons X (DRX) a montré que l'électrolyte avec la conductivité la plus élevée a un degré de cristallinité minimum. L'indice de transfert ionique a été estimé supérieur à l'indice de transfert électronique. Il est conclu que dans CS :MC :Mg(CH3COO)2 :Ni(II)-complexe :glycérol, les ions sont les principaux porteurs de charge. Les résultats de la voltamétrie à balayage linéaire (LSV) ont montré une stabilité électrochimique de 2,48 V. Un condensateur électrique à double couche (EDLC) basé sur une électrode de charbon actif et un électrolyte polymère solide préparé a été construit. La cellule EDLC a ensuite été analysée par voltamétrie cyclique (CV) et par des méthodes de charge-décharge galvanostatiques. Le test CV a révélé des formes rectangulaires avec une légère distorsion, et il n'y avait pas d'apparition de courants redox sur les parties anodiques et cathodiques, ce qui signifie un comportement typique de l'EDLC. La cellule EDLC a indiqué une bonne cyclabilité d'environ (95%) pendant 200 cycles avec une capacité spécifique de 47,4 F/g.Translated Description (Spanish)
En este trabajo, se prepararon electrolitos de mezcla de polímeros conductores de iones de magnesio plastificados basados en quitosano:metilcelulosa (CS:MC) utilizando una técnica de colada en solución. Se utilizó acetato de magnesio [Mg(CH3COO)2] como fuente de los iones. Se empleó complejo metálico de níquel [complejo de Ni(II)] para expandir la fase amorfa. Para la mejora de la disociación de iones, también se empleó plastificante de glicerol. Se ha demostrado que la incorporación de 42% en peso del glicerol en el sistema electrolítico mejora la conductividad a 1.02 × 10−4 S cm−1. El análisis de difracción de rayos X (XRD) mostró que el electrolito con la mayor conductividad tiene un grado de cristalinidad mínimo. Se estimó que el número de transferencia iónica era mayor que el número de transferencia electrónica. Se concluye que en CS:MC:Mg(CH3COO)2: Complejo Ni(II):glicerol, los iones son los principales portadores de carga. Los resultados de la voltametría de barrido lineal (LSV) mostraron una estabilidad electroquímica de 2,48 V. Se construyó un condensador eléctrico de doble capa (EDLC) basado en un electrodo de carbón activado y un electrolito de polímero sólido preparado. La celda EDLC se analizó mediante voltametría cíclica (CV) y métodos de carga-descarga galvanostática. La prueba CV reveló formas rectangulares con una ligera distorsión, y no hubo aparición de corrientes redox en las partes anódicas y catódicas, lo que significa un comportamiento típico de EDLC. La celda EDLC indicó una buena ciclabilidad de aproximadamente (95%) durante 200 ciclos con una capacitancia específica de 47,4 F/g.Files
pdf.pdf
Files
(2.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:286b4dca512219ce2c769bb7d25c8487
|
2.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دراسة إلكتروليتات مزيج البوليمر الصلب الملدن بناءً على البوليمرات الطبيعية وتطبيقها على أجهزة EDLC لتخزين الطاقة
- Translated title (French)
- L'étude des électrolytes de mélange de polymères solides plastifiés à base de polymères naturels et leur application aux dispositifs EDLC de stockage d'énergie
- Translated title (Spanish)
- El estudio de electrolitos de mezcla de polímeros sólidos plastificados basados en polímeros naturales y su aplicación para dispositivos EDLC de almacenamiento de energía
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3096128987
- DOI
- 10.3390/polym12112531
References
- https://openalex.org/W16009893
- https://openalex.org/W1965869960
- https://openalex.org/W1972531997
- https://openalex.org/W1979664712
- https://openalex.org/W1984396621
- https://openalex.org/W2003626129
- https://openalex.org/W2012497583
- https://openalex.org/W2033162394
- https://openalex.org/W2037659540
- https://openalex.org/W2047448142
- https://openalex.org/W2049686423
- https://openalex.org/W2059611417
- https://openalex.org/W2060225065
- https://openalex.org/W2061706978
- https://openalex.org/W2071106253
- https://openalex.org/W2085732572
- https://openalex.org/W2090226969
- https://openalex.org/W2093647574
- https://openalex.org/W2096478079
- https://openalex.org/W2106539199
- https://openalex.org/W2111012968
- https://openalex.org/W2140038591
- https://openalex.org/W2142833243
- https://openalex.org/W2154589332
- https://openalex.org/W2154688393
- https://openalex.org/W2157756267
- https://openalex.org/W2209644945
- https://openalex.org/W2213227543
- https://openalex.org/W2313782646
- https://openalex.org/W2330379901
- https://openalex.org/W2336194918
- https://openalex.org/W2336557589
- https://openalex.org/W2345092977
- https://openalex.org/W2404826623
- https://openalex.org/W2408435401
- https://openalex.org/W2414226355
- https://openalex.org/W2469230388
- https://openalex.org/W2491838219
- https://openalex.org/W2508506819
- https://openalex.org/W2549222395
- https://openalex.org/W2555550793
- https://openalex.org/W2591580144
- https://openalex.org/W2592071145
- https://openalex.org/W2617274632
- https://openalex.org/W2617771014
- https://openalex.org/W2729483605
- https://openalex.org/W2751146514
- https://openalex.org/W2753269080
- https://openalex.org/W2781637369
- https://openalex.org/W2790928926
- https://openalex.org/W2792757307
- https://openalex.org/W2810738764
- https://openalex.org/W2886675565
- https://openalex.org/W2886833738
- https://openalex.org/W2888838453
- https://openalex.org/W2899144478
- https://openalex.org/W2900408272
- https://openalex.org/W2901344390
- https://openalex.org/W2903242418
- https://openalex.org/W2906053770
- https://openalex.org/W2907615943
- https://openalex.org/W2917821511
- https://openalex.org/W2931179164
- https://openalex.org/W2946023118
- https://openalex.org/W2946941686
- https://openalex.org/W2956470195
- https://openalex.org/W2969004307
- https://openalex.org/W2969867656
- https://openalex.org/W2974120690
- https://openalex.org/W2976368369
- https://openalex.org/W2989937242
- https://openalex.org/W2999789691
- https://openalex.org/W3006141589
- https://openalex.org/W3034653765
- https://openalex.org/W3036498641
- https://openalex.org/W3037162248
- https://openalex.org/W3037349245
- https://openalex.org/W3038081564
- https://openalex.org/W3041401158
- https://openalex.org/W3047657937
- https://openalex.org/W3048998580
- https://openalex.org/W3068633964
- https://openalex.org/W3069997990
- https://openalex.org/W3080673376
- https://openalex.org/W3082125223
- https://openalex.org/W3082877781