MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017160172
■00520250211150925
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798381976465
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30988713
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a620.11
■1001  ▼aYao,  Lulu.
■24510▼aPolymer  Supercapacitors  for  Self-Powered  Electronics  Applications
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  California,  San  Diego▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a141  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-10,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Ng,  Tse  Nga.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  California,  San  Diego,  2024.
■520    ▼aThe  development  of  self-power  electronics  has  attracted  wide-spread  attention  owing  to  their  potential  applications  in  internet  of  things  (IoT),  nanorobotics,  health  monitoring,  wireless  communications,  etc.  However,  the  harvested  energy  resources  (solar  energy,  thermal  energy,  radio  frequency  energy,  etc.)  are  normally  intermittent  and  unpredictable,  so  suitable  energy  storage  devices  that  can  store  collected  energies  and  have  a  stable  are  in  high  demand.  Supercapacitors  typically  show  a  high-power  density  and  an  extended  cycling  life  (10,000  cycles)  that  perfectly  fit  the  requirement  of  self-powered  electronics.  However,  their  practical  applications  are  limited  by  the  low  energy  densities  and  significant  self-discharge  problem.To  enhance  the  performance  of  the  supercapacitors,  we  demonstrated  the  electro-deposition  of  an  open-shell  conjugated  polymer  with  reduced  graphene  oxide  achieves  electrodes  with  capacitance  up  to  186  mF  cm−2  (372  F  cm−3).  The  extended  delocalization  within  the  synthesized  polymer  stabilizes  the  redox  states  and  facilitates  a  3  V  wide  potential  window,  while  the  hierarchical  composite  electrode  structure  promotes  ultrafast  kinetics.  The  micro-supercapacitor  shows  a  high-power  density  of  227  mW  cm−2  with  an  energy  density  of  10.5  μWh  cm−2  and  stability  of  84%  capacitance  retention  after  11,000  cycles.  These  attributes  allow  operation  at  120  Hz  for  fast  charging  and  alternating  current  (AC)  line  filtering  applications,  which  may  be  suitable  to  replace  bulky  electrolytic  capacitors  or  serve  as  high-endurance  energy  storage  for  wireless  electronics.Beyond  the  electrode  material  development,  a  novel  supercapacitor  configuration,  structural  supercapacitor  was  also  developed  to  enhance  the  energy  density  of  the  whole  device.  A  novel  gradient  structural  electrolyte  was  designed  for  structural  supercapacitor  to  balance  its  ionic  conductivity  and  mechanical  strength.  By  combining  this  electrode-electrolyte  system,  a  structural  supercapacitor  that  can  replace  the  metallic  chassis  of  transportation  vehicles  to  provide  extra  electricity  was  fabricated.  The  structural  supercapacitor  was  shaped  into  the  hull  of  a  model  boat  with  a  solar  energy  harvesting  system,  and  it  achieved  both  a  high  electrochemical  and  mechanical  strength  compared  to  its  monofunctional  counterparts.  The  demonstration  was  a  promising  prototype  to  show  that  structural  energy  storage  can  complement  energy  harvesting  system  to  make  electronics  more  energy-autonomous,  requiring  less  maintenance  cost  if  we  have  billions  of  electronics  that  can  have  operated  on  self-recharge.In  addition,  to  enhance  the  efficiency  of  the  self-powered  electronics,  an  ion-exchange  mechanism  was  also  developed  to  suppress  the  self-discharge  problem  of  energy  storage  units  of  self-powered  electronics.  This  design  increases  the  charging  efficiency  of  the  device  and  prevents  the  loss  of  stored  energy  during  standby.  It  was  demonstrated  to  work  with  radio  frequency  energy-harvesting  circuits  and  showed  the  potential  to  serve  as  an  energy  reservoir  for  wireless  electronic  applications.
■590    ▼aSchool  code:  0033.
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aEngineering
■650  4▼aEnergy
■650  4▼aElectrical  engineering
■653    ▼aRedox  polymer
■653    ▼aStructural  electrolyte
■653    ▼aStructural  supercapacitor
■653    ▼aIonic  conductivity
■690    ▼a0794
■690    ▼a0544
■690    ▼a0537
■690    ▼a0791
■71020▼aUniversity  of  California,  San  Diego▼bMaterials  Science  and  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-10B.
■790    ▼a0033
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17160172▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books