Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Suppression of zinc dendrite growth by cellulose nanofiber/tungsten separators for zinc-ion batteries
Year (A.D.)
2023
Document Type
Thesis
First Advisor
ปัญญวัชร์ วังยาว
Second Advisor
เจียเชียน ฉิน
Third Advisor
หญิงสุวิมล เสนีวงศ์ ณ อยุธยา
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมและเทคโนโลยีการป้องกันประเทศ
DOI
10.58837/CHULA.THE.2023.317
Abstract
ตัวคั่นวัสดุผสมทังสเตนคาร์ไบด์-เซลลูโลสนาโนไฟเบอร์ (CNFs/WC separator) มีข้อดี คือประหยัดต้นทุนและการเตรียมที่ง่ายขึ้น โดยตัวคั่นที่ประดิษฐ์ขึ้นนี้สามารถลดศักยภาพของนิวเคลียสสังกะสีที่มากเกินไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ตำแหน่งนิวเคลียสสังกะสีเป็นระเบียบ ลดการกัดกร่อนบนพื้นผิว และส่งเสริมการสะสมของสังกะสีที่สม่ำเสมอ จึงทำให้แอโนดสังกะสีมีประสิทธิภาพสูง ดังนั้นเมื่อเปรียบเทียบกับตัวคั่น เซลลูโลสนาโนไฟเบอร์บริสุทธิ์ (CNFs separator) ตัวคั่น CNFs/WC จะยืดอายุรอบการใช้งานของแบตเตอรี่สมมาตรเป็น 1,200 ชั่วโมง ภายใต้ความหนาแน่นกระแส 1 มิลลิแอมป์ต่อตารางเซนติเมตร และเป็น 1,000 ชั่วโมงที่ 5 มิลลิแอมป์ต่อตารางเซนติเมตร นอกจากนี้การใช้ (NH4)2V10O25·8H2O (NVO) เป็นวัสดุแคโทด ทำให้มีความสามารถในการอัด-คายประจุเหนือกว่าที่ 132 มิลลิแอมป์ชั่วโมงต่อกรัม คงความสามารถในการกักเก็บความจุที่ 85.2% หลังจากผ่านไป 500 รอบ ภายใต้ความหนาแน่นกระแส 3 แอมป์ต่อกรัม โดยในขณะที่แบตเตอรี่ที่ใช้ตัวคั่น CNFs ลดความจุลงอย่างรวดเร็วไปที่ 30 มิลลิแอมป์ชั่วโมงต่อกรัม ซึ่งบ่งชี้ถึงความสามารถในการกลับตัวของวงจรและความเสถียรที่ยอดเยี่ยมของแอโนด โดยตัวคั่น CNFs/WC
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The WC-cellulose nanofiber composite separator (CNFs/WC separator) with the advantages of cost-efficiency and simplified preparation by a facile solution-casting method for a dendrite-free Zn anode. The fabricated CNFs/WC separator can efficiently lower the Zn nucleation overpotential, homogeneously the Zn nucleation sites, postpone surface corrosion, promote the uniform Zn deposition, and finally realize the high-performance Zn anode. Consequently, compared with the pure CNF separator (CNFs separator), the WCCNF separator vastly extends the cycling lifespan of the symmetric cell to 1,200 h at 1 mA·cm−2 and 1,000 h at 5 mA·cm−2. Moreover, using (NH4)2V10O25·8H2O (NVO) as the cathode material, the full cell with the CNFs/WC separator shows a superior discharge capacity of 132 mA h·g−1 with a capacity retention of 85.2% after 500 cycles at 3 A·g−1, whereas the one with CNFs rapidly degrade the capacity to 30 mA h·g−1, indicating the excellent cycling reversibility and stability of the Zn anode endowed by the WCCNF separator.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
วุฒาพาณิชย์, ภัทรพร, "การยับยั้งการเจริญเติบโตของเดนไดรต์สังกะสีโดยตัวคั่นเซลลูโลสนาโนไฟเบอร์/ทังสเตนคาร์ไบด์สำหรับแบตเตอรี่สังกะสีไอออน" (2023). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 10265.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/10265