Μελέτη ανόργανου περοβσκίτη ως ηλεκτρόδιο ανόδου για μπαταρίες λιθίου.

Abstract

Τα τελευταία χρόνια η αυξημένη ανάγκη να αντιμετωπιστούν τα ενεργειακά και περιβαλλοντικά ζητήματα που προκύπτουν από τα οχήματα εξαιτίας της κατανάλωσης πετρελαίου και εκπομπής αερίων θερμοκηπίου, καθιστά απαραίτητη την εύρεση εναλλακτικών τρόπων αντιμετώπισης του προβλήματος αυτού. Μια άμεση λύση που εφαρμόζεται σιγά – σιγά σε διάφορες χώρες του εξωτερικού, είναι αυτή των ηλεκτρικών οχημάτων. Οι μπαταρίες αποτελούν επιλογή παραγωγής ενέργειας και η χρήση τους έχει γίνει απαραίτητη σε διάφορες συσκευές καθημερινά. Παρά τη σημαντική απόδοση που έχουν μέχρι σήμερα οι μπαταρίες λιθίου, το κόστος παρασκευής ηλεκτροδίων, η χωρητικότητα του ηλεκτροδίου και τα θέματα ασφάλειας και σταθερότητας που προκύπτουν από τον οργανικό ηλεκτρολύτη, έχουν περιορίσει την προώθηση τους σε μεγάλη κλίμακα. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η ηλεκτροχημική μελέτη ανόργανου περοβσκίτη ως ηλεκτρόδιο ανόδου που έχει παρασκευαστεί με χημική τεχνική σε ήπιες συνθήκες. Η επίδραση της μορφολογίας του ηλεκτροδίου στην ηλεκτροχημική απόδοση και τη χωρητικότητα του κατά τη διαδικασία φόρτισης/ εκφόρτισης του σε υδατικό διάλυμα χλωριούχου λιθίου θα μελετηθεί σε αυτή την εργασία. Ανάλογα με την δομή και τη μορφολογία του υλικού αυτού, τα αποτελέσματα των πειραμάτων διαφέρουν ως προς τη σταθερότητα σε συνεχής κύκλους φόρτισης – εκφόρτισης, την απόδοση και τη χωρητικότητα. Υλοποιήθηκαν ηλεκτροχημικές μετρήσεις με την χρήση των τεχνικών της κυκλικής βολταμμετρίας και της χρονοαμπερομετρίας (Autolab PGSTAT302N), από τις οποίες έγινε η εξαγωγή των γραφικών παραστάσεων Ρεύματος – Τάσης (I-V), Ρεύματος – Χρόνου (I-T), καθώς και καμπύλων εμπέδησης μέσω της ηλεκτροχημικής φασματοσκοπίας εμπέδησης.

The necessity for alternative energy sources is due to the everlasting need to solve the energy and environmental issues that arise from the excessive use of oil and the emission of greenhouse gases. One rising solution to this problem seems to be the use of electric cars, which is quite popular in foreign countries. Batteries are the most common source of energy and are now embedded in everyday life. Despite the important efficiency of lithium batteries nowadays, the production cost of the electrodes, the electrode’s capacity and the safety and constancy issues of the organic electrolyte have reduced the high scale promotion. The aim of this work is the electrochemical study of the inorganic perovskite as an anode electrode that has been produced with a chemical technique under mild conditions. This paper explores the effect of the elecrode’s morphology on the electrochemical output and the capacity during charge- discharge time in an aqueous solution of lithium chloride. Depending on the structure and the morphology of the material, the experiments’ results may vary regarding the stability during continuous charge-discharge cycles, the output and the capacity. Electrochemical measurements were taken with use of circular voltammeter and chronoamperometry techniques with Autolab (PGSTAT302N) equipment. Those measurements were exported to Current-Voltage and Current-Time graphs, as well as impedance curves.