OPTIMIZATION OF ACTIVATED CARBON FROM OLIVE LEAVES FOR SUPERCAPACITOR APPLICATIONS: INFLUENCE OF ACTIVATING AGENTS AND ELECTROLYTES. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Thesis signed.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 14 August 2026. Download (2MB)

Arabic Abstract

يستكشف هذا البحث تطوير الكربون المنشط عالي الأداء المشتق من أوراق الزيتون، وهو نفايات الكتلة الحيوية المستدامة والوفيرة، لاستخدامه في المكثفات الفائقة. تم استخدام ثلاثة عوامل تنشيط كيميائية مختلفة، هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)، وحمض البوريك (H3BO3)، وبيكربونات الصوديوم (NaHCO3)، لتجميع مواد الكربون المسامية المسمى OLAC-K، وOLAC-H، وOLAC-N، على التوالي. كشفت التحليلات الهيكلية والمورفولوجية أن تنشيط KOH أدى إلى أعلى مساحة سطحية (1439 m2g-1) وبنية المسام الأكثر تطوراً. أظهرت التقييمات الكهروكيميائية باستخدام إلكتروليتات 1M H2SO4و 6M KOHأن OLAC-K أظهر أداءً فائقًا، حيث حقق سعة محددة تبلغ 128Fg-1 ، وكثافة طاقة تبلغ 11.37Wh kg-1 ، واحتفاظ بالسعة بنسبة 96% على مدى 5000 دورة في 1M H2SO4. يُعزى الأداء المحسن إلى التأثير التآزري لتنشيط KOH والإلكتروليت الحمضي، اللذين يعملان معًا على تعزيز كفاءة نشر الأيونات وتخزين الشحن. بالمقارنة، أظهر OLAC-H وOLAC-N سعة واحتفاظ أقل، ويرتبطان بمساحات السطح السفلية وبنيات المسام الأقل مثالية. تسلط هذه الدراسة الضوء على تأثير عوامل التنشيط وبيئات الإلكتروليت على السلوك الكهروكيميائي للكربون المشتق من الكتلة الحيوية وتؤكد على إمكانات نفايات أوراق الزيتون باعتبارها مقدمة فعالة من حيث التكلفة وصديقة للبيئة لأجهزة تخزين الطاقة المستدامة.

English Abstract

This research explores the development of high-performance activated carbons (ACs) derived from olive leaves, a sustainable and abundant biomass waste, for application in supercapacitors. Three different chemical activating agents, potassium hydroxide (KOH), boric acid (H3BO3), and sodium bicarbonate (NaHCO3), were used to synthesize porous carbon materials labeled OLAC-K, OLAC-H, and OLAC-N, respectively. Structural and morphological analyses revealed that KOH activation yielded the highest surface area (1439 m2g-1) and most developed pore structure. Electrochemical evaluations using 1 M H2SO4 and 6 M KOH electrolytes demonstrated that OLAC-K exhibited superior performance, achieving a specific capacitance of 128 Fg-1, an energy density of 11.37 Wh kg-1, and 96% capacitance retention over 5000 cycles in 1 M H2SO4. The improved performance is attributed to the synergistic effect of KOH activation and the acidic electrolyte, which together promote efficient ion diffusion and charge storage. In comparison, OLAC-H and OLAC-N showed lower capacitance and retention, correlating with their lower surface areas and less optimal pore architectures. This study highlights the impact of activation agents and electrolyte environments on the electrochemical behavior of biomass-derived carbons and underscores the potential of olive leaf waste as a cost-effective, eco-friendly precursor for sustainable energy storage devices.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Materials Science and Engineering
Committee Advisor:	Saeed Alzahrani, Atif
Committee Co-Advisor:	Aziz, Md. Abdul
Committee Members:	Drmosh, Qasem
Depositing User:	IBAD KHAN (g202211860)
Date Deposited:	17 Aug 2025 07:03
Last Modified:	17 Aug 2025 07:03
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143657