SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF CEMENT-BASED COMPOSITES AS ELECTRODE MATERIAL FOR COST-EFFECTIVE SUPERCAPACITOR FABRICATION DEVICE. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (Thesis draft) Thesis draft_PHYS_Muhamad Yudatama Perdana_202114410-.pdf - Draft Version Restricted to Repository staff only until 3 July 2025. Download (3MB)

Arabic Abstract

ظهرت المكثفات الفائقة كحل واعد للغاية مثل أجهزة تخزين الطاقة لإمدادات الطاقة المتقطعة. تم تكريس الكثير من الاهتمام لتحسين مواد الأقطاب الكهربائية في أبحاث ، ولا تزال إمكانية استخدام مواد البناء، مثل الأسمنت، غير مستغلة نسبيًا. في هذه الدراسة، قمنا بدراسة قدرة الأسمنت كمواد فعالة منخفضة التكلفة للأقطاب الكهربائية ، معززة بالبولي بيرول لتعزيز الموصلية ومساحة السطح لعملية تخزين الطاقة الفعالة. تقنيات متقدمة لتوصيف المواد بما في ذلك حيود الأشعة السينية ، والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه ، والتحليل الحراري الوزني ، والتحليل الطيفي الضوئي للأشعة السينية ، والمجهر الإلكتروني الماسح/الأشعة السينية المشتتة للطاقة يوضح خصائص مركبات الأسمنت. يكشف التحليل الكهروكيميائي عن خصائص الأداء الميمون للطوائف المنبوذة الملفقة. في نظام ثنائي القطب، يستخدم الفحم المنشط كقطب سلبي، حقق تكوين الهجين سعة محددة تبلغ 44.95 F g-1، مع طاقة مقدرة وكثافة طاقة تبلغ 6.245 Wh كجم-1 و297.16 واط كجم-1، على التوالي. . أظهرت نتائجنا بنجاح إمكانات المواد المركبة القائمة على الأسمنت كمواد قطبية في الخلايا الجذعية، مما يوفر بديلاً ممتازًا لتطبيقات تخزين الطاقة المستدامة. الكلمات المفتاحية: المكثفات الفائقة، الأسمنت، بولي بيرول، الأقطاب الكهربائية، المكثفات الفائقة الهجينة

English Abstract

Supercapacitors have emerged a very promising solution as energy storage devices for intermittent power supplies. Much attention has been devoted to optimizing electrode materials in supercapacitor research, the potential of utilizing construction building materials, such as cement, remains relatively unexploited. In this study, we investigated the capability of cement as low-cost active material for SC electrodes, reinforced with polypyrrole to enhance conductivity and surface area for efficient energy storage process. Advanced material characterization techniques including X-ray diffraction, Fourier-Transform Infrared Spectrocopy, Thermogravimetric Analysis, X-ray Photoelectron Spectroscopy, and Scanning Electron Microscopy/Energy Dispersive X-Ray elucidated the properties of the cement/polypyrrole composites. Electrochemical analysis reveals auspicious performance characteristics of the fabricated supercapacitors. In a 2-electrode system, employing activated charcoal as the negative electrode, the hybrid supercapacitors configuration achieved a specific capacitance of 44.95 F g-1, with estimated energy and power density of 6.245 Wh kg-1 , 297.16 W kg-1, respectively. Our results demonstrated successfully the potential of cement-based composites as electrode material in supercapacitors, offering excellent alterantive for sustainable energy storage applications. Keyword: Supecapacitors, cement, polypyrrole, electrodes, hybrid supercapacitors.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Physics
Department:	College of Engineering and Physics > Physics
Committee Advisor:	Gondal, Mohammed Ashraf
Committee Members:	Baig, Umair and Haider, Muhammad Baseer
Depositing User:	MUHAMAD PERDANA (g202114410)
Date Deposited:	09 Jul 2024 07:38
Last Modified:	09 Jul 2024 07:38
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142984