20.500.12556/RUL-188448 Plasma-assisted conversion of wood into graphitic carbon for supercapacitor electrodes Uporaba plazme za pretvorbo lesa v grafitni ogljik za elektrode superkondenzatorjev Plasma treatment is a pivotal technology for synthesizing enriched, high-performance materials for various applications, including energy storage. Biomass waste is a renewable, abundant, and cost-effective precursor for plasma-based carbonization to produce graphitic carbon. In this work, the structural mechanisms behind biomass carbonization are explored in relation to its chemical composition. The fundamental effects of plasma treatment, etching, carbonization, and surface deposition are detailed, followed by a justification for utilizing radiofrequency (RF) plasma. To evaluate the application of the graphitic carbon as an energy storage medium, supercapacitors are investigated and directly compared to conventional batteries, highlighting the connection between electrode material properties and charge storage mechanisms. The experimental methodology encapsulates wood drying, RF plasma carbonization, and surface deposition. Structural and morphological properties were evaluated using Raman spectroscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM). Electrochemical performance was assessed in a three-electrode configuration using cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD), and long-term cycling stability tests. The results demonstrate that carbonized inner wood clearly outperforms carbonized bark. Furthermore, H2S-treated carbonized inner wood positioned at the center of the induction coil exhibited the highest electrochemical performance, while Raman spectroscopy and SEM revealed an amorphous structure and high porosity. The specific capacitance was measured using the three-electrode system at 104 F/g at a current density of 1 A/g with a capacitance retention of 64.7% after 10000 cycles at 5 A/g. The study also identified several challenges and outlined future directions for advanced research, which were discussed in detail. Obdelava s plazmo je ključna tehnologija za sintezo obogatenih, visokozmogljivih materialov za različne namene, vključno s shranjevanjem energije. Biomasni odpadki predstavljajo obnovljiv, obilen in stroškovno učinkovit predhodnik za karbonizacijo na osnovi plazme, katere cilj je proizvodnja grafitnega ogljika. V tem delu so raziskani strukturni mehanizmi karbonizacije biomase v povezavi z njeno kemično sestavo. Podrobno so opisani temeljni učinki obdelave s plazmo: jedkanje, karbonizacija in površinsko nanašanje, sledi pa jim utemeljitev uporabe radiofrekvenčne (RF) plazme. Za oceno uporabe grafitnega ogljika kot medija za shranjevanje energije so raziskani superkondenzatorji, ki so neposredno primerjani s konvencionalnimi baterijami, pri čemer je poudarjena povezava med lastnostmi elektrodnega materiala in mehanizmi shranjevanja naboja. Eksperimentalna metodologija zajema sušenje lesa, karbonizacijo z radiofrekvenčno plazmo in nanašanje površin. Strukturne in morfološke lastnosti so bile ocenjene z Ramanovo spektroskopijo in vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM). Elektrokemična učinkovitost je bila ocenjena v konfiguraciji s tremi elektrodami z uporabo ciklične voltametrije (CV), galvanostatičnega naboja in praznjenja (GCD) ter dolgoročnih testov ciklične stabilnosti. Rezultati kažejo, da karboniziran notranji les očitno prekaša karbonizirano lubje. Poleg tega je karbonizirani notranji les obdelan z H2S, nameščen v središču indukcijske tuljave, pokazal najvišjo elektrokemijsko učinkovitost, medtem ko sta Ramanova spektroskopija in SEM pokazala, da ima material tudi amorfno strukturo in visoko poroznost. Specifična kapacitivnost je bila izmerjena s tri elektrodnim sistemom pri vrednosti 104 F/g pri gostoti toka 1 A/g z zadrževanjem kapacitivnosti 64,7 % po 10000 ciklih pri 5 A/g. Študija je vključevala tudi številne izzive in odprla možnosti za nadaljnje poglobljene raziskave, kateri so tudi bili podrobno obravnavani. plasma treatment carbonization graphitic carbon supercapacitor plazma karbonizacija grafitni ogljik superkondenzator true false false Slovenski jezik Angleški jezik Zaključna naloga 2026-09-23 08:15:17 2026-09-23 08:15:21 2026-09-30 13:44:07 0000-00-00 00:00:00 2026 0 0 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 165173 293140483 25098.pdf 25098.pdf 1 2DB41B2C862458705DA8EF17F52F17D1 793cff392289f7ee64f34fa87e48244b8e93b8f6c217609795c5a1f752f4d079 173570f5-b716-11f1-8bc5-0050569b8976 https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&id=248624 Fakulteta za matematiko in fiziko 0 0 0