酚醛樹脂化學活化製備之多孔性碳材在電雙層電容器之應用

Abstract

本研究利用氫氧化鉀化學活化之酚醛樹脂碳材來製備超級電容器，並探討化學活化條件對碳材結構及電容行為的影響。我們透過前氧化酚醛樹脂的步驟增加其交聯性，除了能提高活化後的碳材產率及孔隙度外，碳材產物上的氧官能基含量也有增加的跡象。在中性硫酸鈉電解液中，酚醛樹脂碳材PFR-140-800的電容值可高達236 F g-1，此高電容值主要是因為碳材的高表面積（2960 m2 g-1）及表面氧官能所能提供部份擬電容所致，此外，前氧化酚醛樹脂在碳材上產生的官能基並不僅限於碳材表面，也出現在深部的孔洞之中，此孔洞內部的氧官能基能改善碳電極的浸潤性(wettability)，降低電解質於孔洞內部的質傳阻力(Red)，使電解質更容易進入內部的微孔之中，提高表面積的使用率並進一步地提升電容器的能量密度。 　　組成對稱性二極式超級電容器，在工作電位1 6 V下，最大比能量可高達21 kW kg-1 ; 在比?率為10 kW kg-1下，比能量可達12 Wh kg-1，且經20000圈的穩定性測試後，電容維持率仍保有92％，表示此酚醛樹脂碳材在超級電容器碳電極材料上的高適用性。

Date of Award	2014 Jul 30
Original language	Chinese
Supervisor	Hsisheng Teng (Supervisor)