The impact of aluminum electrode anodic polarization in tetraethylammonium tetrafluoborate acetonitrile solution on the process of film formation

Gromadskyi, D. G.; Fateev, Yuriy F.; Maletin, Yuriy A.

doi:10.1016/j.corsci.2012.12.002

Cited by 9 publications

(6 citation statements)

References 22 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Taking into account the broad field of possible applications and the worldwide shortage of ACN (which relies on the absence of a commercial scale synthesis available for this product and the global economic slowdown), its recycling is a major issue (Rojas et al, 2009). On the other hand, as the solution based on TEABF 4 in ACN is considered the most widely-used electrolyte in ultracapacitors, as it has a wide range of electrochemical stability (~5.5 V on the glass carbon electrode) with a satisfactory conductivity of 55 mS cm −1 at 25°C (Gromadskyi et al, 2013), the recovery not only of ACN but also of TEABF 4 is of critical importance. Taking into consideration that BF 4 − is toxic and its presence in wastewater may affect human health (Yoshioka et al, 2007), making necessary the treatment of wastewater, its prompt recycling allows both avoidance of wastewater treatment and opens up the prospect of further re-utilization.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Recycling of typical supercapacitor materials

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:A simple, facile and low cost method for recycling of supercapacitor materials is followed. This process aims to recover some fundamental components of a used supercapacitor namely the electrolyte salt TEABF4 (tetraethyl ammonium tetrafluoroborate) dissolved in an aprotic organic solvent such as ACN (acetonitrile), the carbonaceous material (activated charcoal, CNTs) purified, the current collector (aluminum foil) and the separator (paper) for further utilization. The method includes mechanical shredding of the supercapacitor in order to reduce its size and separation of aluminum foil and paper from the carbonaceous resources containing TEABF4 by sieving. The extraction of TEABF4 from the carbonaceous material was based on its solubility in water and subsequent separation through filtering and distillation. Cyclic voltammetry curve of the recycled carbonaceous material revealed supercapacitor behavior allowing a potential reutilization. Furthermore, since BF4-stemming from TEABF4 can be slowly hydrolyzed in aqueous environment releasing thus F-anions which are hazardous we went on to their gradual trapping with calcium acetate and conversion to non hazardous CaF2. AbstractA simple, facile and low cost method for recycling of supercapacitor materials is followed. This process aims to recover some fundamental components of a used supercapacitor namely the electrolyte salt TEABF 4 (tetraethyl ammonium tetrafluoroborate) dissolved in an aprotic organic solvent such as ACN (acetonitrile), the carbonaceous material (activated charcoal, CNTs) purified, the current collector (aluminum foil) and the separator (paper) for further utilization. The method includes mechanical shredding of the supercapacitor in order to reduce its size and separation of aluminum foil and paper from the carbonaceous resources containing TEABF 4 by sieving. The extraction of TEABF 4 from the carbonaceous material was based on its solubility in water and subsequent separation through filtering and distillation. Cyclic voltammetry curve of the recycled carbonaceous material revealed supercapacitor behavior allowing a potential reutilization. Furthermore, since BF 4 -stemming from TEABF 4 can be slowly hydrolyzed in aqueous environment releasing thus F -anions which are hazardous we went on to their gradual trapping with calcium acetate and conversion to non hazardous CaF 2 .

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Recycling of typical supercapacitor materials

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…[ 248 ] Thus, the electrolyte's stability in the respective cell environment and the nature of formed degradation products, especially under oxidative conditions, influence aluminum degradation and its water content. [ 249 ]…”

Section: Beyond Electrolyte and Electrode Degradationsmentioning

confidence: 99%

The Many Deaths of Supercapacitors: Degradation, Aging, and Performance Fading

Yambou

Köps

Kreth

et al. 2023

Advanced Energy Materials

View full text Add to dashboard Cite

High‐performance electrochemical applications have expedited the research in high‐power devices. As such, supercapacitors, including electrical double‐layer capacitors (EDLCs) and pseudocapacitors, have gained significant attention due to their high power density, long cycle life, and fast charging capabilities. Yet, no device lasts forever. It is essential to understand the mechanisms behind performance degradation and aging so that these bottlenecks can be addressed and tailored solutions can be developed. Herein, the factors contributing to the aging and degradation of supercapacitors, including electrode materials, electrolytes, and other aspects of the system, such as pore blocking, electrode compositions, functional groups, and corrosion of current collectors are examined. The monitoring and characterizing of the performance degradation of supercapacitors, including electrochemical methods, in situ, and ex situ techniques are explored. In addition, the degradation mechanisms of different types of electrolytes and electrode materials and the effects of aging from an industrial application standpoint are analyzed. Next, how electrode degradations and electrolyte decompositions can lead to failure, and pore blocking, electrode composition, and other factors that affect the device's lifespan are examined. Finally, the future directions and challenges for reducing supercapacitors' performance degradation, including developing new materials and methods for characterizing and monitoring the devices are summarized.

show abstract

“…Варто також відмітити, що для безводних систем вода є дуже небажаною домішкою -навіть незначна її кількість може призводить до розкладу компонентів електроліту й корозії колекторів струму [11,12]. У випадку водних електролітів з нейтральним pH таких проблем немає, тому для КПЕШ, в яких використовуються такі розчини, виникає питання: чи так необхідна « глибока» вакуумна сушка та як впливає сорбована пористими АВ-електродами волога повітря на їхні ємнісні характеристики?…”

Section: вступunclassified

Impact of Moisture Sorbed from Air by Activated Carbon Electrodes on their Capacitance in Aqueous Electrolyte of Supercapacitor

Gromadskyi¹

2015

PCSS

View full text Add to dashboard Cite

Вплив вологи, сорбованої з повітря активованими вугільними електродами, на їхні ємнісні характеристики в водному електроліті суперконденсатора Міжвідомче відділення електрохімічної енергетики НАН України, бульв. Вернадського, 38А, 03680, Київ-142, Україна, e-mail: d.gromadskyi@gmail.com В роботі вивчено вплив вологи повітря, сорбованої пористими вугільними електродами, що пройшли сушку у вакуумі, на їхню питому ємність у водному 1,0 М розчині Na 2 SO 4 . Методами циклічної вольтамперометрії та імпедансної спектроскопії показано, що в результаті такої сушки електроди втрачають більше 2 % своєї ємності, самочинне відновлення якої відбувається протягом 1 місяця.Ключові слова: активований вугільний електрод, ємність, конденсатор подвійного електричного шару, сорбція, суперконденсатор. 27.02.2015; прийнята до друку 15.06.2015. Стаття поступила до редакції ВступСуперконденсатори -відносно новий тип енергонакопичувальних пристроїв, що мають високу питому потужність, яка перевищує питому потужність хімічних джерел струму (акумуляторів) як мінімум на порядок [1,2]. Вони забезпечують високі значення питомої ємності, а значить і енергії, за рахунок формування подвійного електричного шару, що складається із іонів електроліту та протилежно зарядженої поверхні електрода на основі нанопористих вуглецевих матеріалів з величезною питомою поверхнею, а саме: активованого вугілля (АВ), вуглецевих нанотрубок, графена, тощо) [3,4], тому суперконденсатори називають також конденсаторами подвійного електричного шару (КПЕШ).Вуглецеві матеріали разом з політетрафторетиленом, як зв'язуючою добавкою, що використовуються для виготовлення електродів КПЕШ, є в переважній більшості гідрофобними, а це, в свою чергу, негативно впливає на процес змочування їх водними розчинами електролітів (наприклад, KOH, H 2 SO 4 ) [5,6]. Такі електроліти мають ряд важливих переваг перед органічними безводними системами: екологічність, пожежобезпечність, низька вартість та висока електропровідність. Основним їхнім недоліком є вузький діапазон електрохімічної стабільності, який обмежений напругою розкладу води (1,23 В) [7,8]. Тим не менш, частково вирішити цю проблему можна за рахунок використання водних електролітів з нейтральним pH ( наприклад, сульфатів лужних металів) і оптимізації мас катода та анода в електрохімічній комірці. Це дає змогу збільшити перенапругу виділення водню/кисню на електродах, і, як результат, робоча напруга суперконденсатора в цілому може бути підвищена аж до 2,4 В [9, 10].Одним із ключових етапів зборки комірок суперконденсаторів є вакуумна сушка електродної маси від залишків розчинника, зв'язуючої добавки та від вологи, сорбованої із повітря. Варто також відмітити, що для безводних систем вода є дуже небажаною домішкою -навіть незначна її кількість може призводить до розкладу компонентів електроліту й корозії колекторів струму [11,12]. У випадку водних електролітів з нейтральним pH таких проблем немає, тому для КПЕШ, в яких використовуються такі розчини, виникає питання: чи так необхідна « глибока» вакуумна сушка та як впливає со...

show abstract

The impact of aluminum electrode anodic polarization in tetraethylammonium tetrafluoborate acetonitrile solution on the process of film formation

Cited by 9 publications

References 22 publications

Recycling of typical supercapacitor materials

Recycling of typical supercapacitor materials

The Many Deaths of Supercapacitors: Degradation, Aging, and Performance Fading

Impact of Moisture Sorbed from Air by Activated Carbon Electrodes on their Capacitance in Aqueous Electrolyte of Supercapacitor

Contact Info

Product

Resources

About