Grafenkomposit som elektrod i superkondensator

Syfte och mål

Projektets mål var att utforska en ny grafenkomposits prestanda och egenskaper som superkondensatorelektrod, samt att genomföra elektriska utvärderingar och trycktester. Produktionsprocessen för materialet skulle förbättras genom effektiviseringar vilket har gjorts. Materialets egenskaper har mätts och testats både i en enklare trevägselektrod och som printad elektrod. Målet var att även göra BET-tester, vilket inte har kunnat göras. I det här läget har superkondensatormätningar varit ett utmärkt sätt att med små mängder material få feedback på materialets egenskaper.

Resultat och förväntade effekter

Produktionstakten ökades med en faktor 8, med bibehållen kvalitet. Utrustningens utformning gjorde dock att målet gramskala inte kunde nås. Slutsatsen blir att nästa steg i utvecklingen är en labbpilot av en kontinuerlig process. Testerna tyder på att kapaciteten hos materialet är lägre än förväntat och ytan inte så porös som vi eftersträvar. Slutsatsen är att ett till processteg krävs. Elektrodtrycktestet visar att materialet med fördel kan printas. Porositeten hos den tryckta elektroden gjorde att den uppmätta specifika kapaciteten för materialet kunde tiodubblas.

Upplägg och genomförande

Materialet producerades på KTHs lab Electrum i Kista av Bright Day. Första fokus var att maximera uppskalning med bibehållen kvalitét. Den optimala proceduren repeterades sedan för att generera material för materialtest och elektrodtrycktest. Dessa tester utfördes på RISE Acreo i Norrköping. Först testades om ett lager av materialet på koppar fungerade som strömledare. De andra materialtesten gjordes i en trevägselektrod med olika elektrolyter och bindemedel. I elektrodtrycktestet användes en slurry innehållande materialet, som tryckes på strömledare av aluminium och kol.