Development of Electrode Materials from Rice Husk and Lotus Seedpods Composited with Ni(OH)2 to Improve Electrochemical Efficiency of Supercapacitor

Abstract

The ACRH/Ni(OH)2 and ACLS/Ni(OH)2 composites materials with various Ni(OH)2 contents 28, 56 and 84 mg were prepared by hydrothermal method to increase the electrochemical efficiency of AC-RH and AC-LS. The analysis of experiments indicated that the presence of Ni(OH)2 on the surfaces of AC-RH and AC-LS could significantly increase the specific surface area and pore volume of ACRH/Ni(OH)2 and ACLS/Ni(OH)2 composites materials, resulting in more space to store more charge, thus causing the specific capacitance to increase accordingly. The examined results of electrochemical properties showed that the ACRH/Ni(OH)2-56 and ACLS/Ni(OH)2-56 composites materials had a high specific capacitance of 391 F/g and 232 F/g, respectively at a current density of 1 A/g. Moreover, excellent cycle stability of 96.64% and 94.8% were respectively obtained in ACRH/Ni(OH)2-56 and ACLS/Ni(OH)2-56 composites after 1000 continuous charge and discharge cycles at a current density of 5 A/g. In addition, the prototype coin cells fabricated with both samples were tested for application by turning on a 3V LED. The tests revealed that the prototype coin cells could be on for 30 and 25 minutes for the prototype cell of ACRH/Ni(OH)2-56//ACRH/Ni(OH)2-56 and ACLS/Ni(OH)2-56//ACLS/Ni(OH)2-56, respectively.

วัสดุผสม ACRH/Ni(OH)2 และ ACLS/Ni(OH)2 ที่มีปริมาณ Ni(OH)2 แตกต่างกันคือ 28 56 และ 84 mg ถูกเตรียมด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าให้กับ AC-RH และ AC-LS การวิเคราะห์การทดลองแสดงให้เห็นว่า การมีอยู่ของ Ni(OH)2 บนพื้นผิวของ AC-RH และ AC-LS ช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวจำเพาะและปริมาตรรูพรุนให้กับวัสดุผสม ACRH/Ni(OH)2 และ ACLS/Ni(OH)2 ได้อย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลทำให้มีพื้นที่กักเก็บประจุเพิ่มมากขึ้น จึงทำให้ค่าความจุจำเพาะสูงขึ้นตาม ผลการตรวจสอบสมบัติทางเคมีไฟฟ้า พบว่า วัสดุผสม ACRH/Ni(OH)2-56 และ ACLS/Ni(OH)2-56 มีค่าความจุจำเพาะสูงถึง 391 F/g และ 232 F/g ตามลำดับ ที่ความหนาแน่นกระแส 1 A/g ยิ่งไปกว่านั้น ความเสถียรของรอบในการใช้งานที่ยอดเยี่ยมถึง 96.64% และ 94.8% ตามลำดับ ที่ได้รับในวัสดุผสม ACRH/Ni(OH)2-56 และ ACLS/Ni(OH)2-56 หลังจากการอัดและคายประจุต่อเนื่อง 1,000 รอบที่ความหนาแน่นกระแส 5 A/g นอกจากนี้ เซลล์เหรียญต้นแบบที่ประกอบขึ้นด้วยตัวอย่างทั้งสอง ถูกทดสอบสำหรับการใช้งานโดยการเปิดไฟ LED 3V การทดสอบ พบว่า เซลล์เหรียญต้นแบบสามารถเปิดได้เป็นเวลา 30 และ 25 นาที สำหรับเซลล์ต้นแบบของ ACRH/Ni(OH)2-56//ACRH/Ni(OH)2-56 และ ACLS/Ni(OH)2- 56//ACLS/Ni(OH)2-56 ตามลำดับ