کربن اکتیو برای ابرخازن های الکترولیت آلی

در حال حاضر از کربن اکتیو یا همان کربن فعال (Activated Carbon) به عنوان تنها ماده کربنی در ابرخازن های تجاری استفاده می شود و مواد نوظهور دیگر هنوز وارد فاز تجاری سازی نشده اند.

مزیت استفاده از کربن فعال در ابرخازن ها، توانایی آن در ارائه عمر چرخه طولانی است. ساختار متخلخل الکترودهای کربن فعال امکان جذب و دفع برگشت پذیر یون را فراهم می کند که منجر به پایداری و دوام عالی می شود. این امر ابرخازن‌های مبتنی بر کربن فعال را برای کاربردهایی مناسب می‌سازد که قابلیت اطمینان طولانی‌مدت ضروری است، مانند ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر و سیستم‌های قدرت پشتیبان.

طیف گسترده ای از مواد خام برای تولید کربن فعال استفاده می شود. اینها را می توان به عنوان لیگنوسلولزی (چوب، ضایعات کشاورزی، دانه های میوه)، فسیلی (زغال سنگ، زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، کک نفتی) و مواد پلیمری طبقه بندی کرد.

تولید کربن فعال با روش های فعال سازی فیزیکی و شیمیایی انجام می شود. روش فعال‌سازی شیمیایی ارجح‌ترین روش است زیرا منجر به ایجاد حجم منافذ و سطح بالاتر می‌شود. مواد شیمیایی فعال کننده خاصی برای این منظور استفاده می شود مانند KOH، H3PO4، K2CO3 و NaOH . نوع ماده اولیه و عامل فعال کننده به طور مستقیم بر خواص سطحی محصول نهایی تأثیر می گذارد.

در استفاده از کربن فعال در کاربردهای ذخیره انرژی، مساحت سطح، ساختار منافذ (اندازه، حجم و شکل)، و رفتار مقاومت/رسانایی مواد کربن متخلخل مهمترین خصوصیاتی هستند که بر عملکرد الکتروشیمیایی تأثیر می‌گذارند. با افزایش مساحت سطح، ظرفیت خازن به دلیل مقدار بار بیشتر انباشته شده روی سطح الکترود افزایش می یابد.

شکل زیر اجزای ابرخازن تجاری که از کربن فعال در هر دو قطب مثبت و منفی استفاده شده را نشان می دهد:

شرکت ردوکس کالا آخرین نسل از کربن اکتیو تولید شده جهت استفاده در سیستم های ذخیره انرژی الکتروشیمیای با ظرفیت نزدیک 200 فاراد بر گرم در الکترولیت آلی و مساحت سطحی نزدیک 2500 متر مربع بر گرم را عرضه می کند.

جدول زیر مشخصات کربن اکتیو برای ابرخازن های الکترولیت آلی را نمایش می دهد: