Study of energy storage of polymer composite Poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (PVDF-TrFE-CTFE)
Master of Science (Physics (International Program)), 2022
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | English |
| Published: |
Prince of Songkla University
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19197 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | English |
| id |
th-psu.2016-19197 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
th-psu.2016-191972023-12-19T03:34:09Z Study of energy storage of polymer composite Poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (PVDF-TrFE-CTFE) ศึกษาสมบัติกักเก็บพลังงานของวัสดุคอมโพสิธPVDF-TrFE-CTFE Suphita Chaipo Chatchai Putson Faculty of Science (Physics) คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาฟิสิกส์ PVDF-HFP PVDF-TrFE-CTFE energy storage properties breakdown strength Master of Science (Physics (International Program)), 2022 The need of self-powered, flexible battery and capacitance energy storage applications is at the origin of intense research activity on dielectric polymer composites. PVDF family fluoropolymers are potential candidate for capacitance energy storage applications due to their high dielectric constant and breakdown strength (Eb). This work, semi-crystalline copolymer Poly(vinylidene fluoride-co hexafluoropropylene), PVDF-HFP, was fabricated as two phases and three phases with Poly(vinylidenefluoride-trifluoroethylenechlorotrifuoroethylene), PVDF-TrFE-CTFE and Graphene nanoplatelet (GPN). The blend composite films with addition at different filler loading was prepared by using the tape casting solution method. The electrical properties and energy storage capability of two phases and three phases composites was investigated by LCR meter and ferroelectric setup, respectively. Weibull model was used to fitting and characterized Eb, which was measured by the dielectric breakdown test system. The combination between PVDF-HFP and PVDF-TrFE-CTFE induced changing of morphology, Eb, and percentage of crystallinity of composite films. Moreover, GNP fillers increase the interfacial polarization within blend polymer when filler content was increased. At T2C4 blend composite film increase the energy storage density from 14.47 to 29.11 J/cm3 (at 40kV/mm) by GPN loading. The improvement in energy storage capability and Eb might be ascribed to interaction between blend polymer and GPN loading that relate to their energy loss, material homogeneity, and crystalline size. This work provides new designing and promising in high performance dielectric materials for capacitance energy storage applications. Development and Promotion of Science and Technology Talents Project, Thai government scholarship (DPST) and Thailand Center of Excellence in Physics (ThEP) ในปัจจุบันการเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ตัวกักเก็บพลังงานโดยไดอิเล็กทริกพอลิเมอร์ได้รับความนิยมในการศึกษาเป็นอย่างมาก พอลิเมอร์กลุ่ม PVDFเป็นพอลิเมอร์ที่ได้รับความนิยมนามาศึกษา ปรับเปลี่ยนโครงสร้างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสาหรับคุณสมบัติกักเก็บพลังงาน Poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), PVDF-HFP เป็นโคพอลิเมอร์ในกลุ่มPVDF มีลักษณะเป็นพอลิเมอร์กึ่งผลึกประกอบด้วยส่วนที่จัดเรียงตัวเป็นระเบียบ (crystal phase) และไม่เป็นระเบียบ (amorphous phase) PVDF-HFP มีค่าความคงทนของการฉนวนต่อความเครียดสนามไฟฟ้าเบรกดาวน์ หรือ Electrical breakdown strength สูง การเพิ่มคุณสมบัติการกักเก็บพลังงานของ PVDF-HFP ทาได้โดยเจือกับ PVDF-TrFE-CTFE ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่มีความเป็นผลึกสูง ช่วยในการจัดระเบียบ PVDF-HFP ให้มีความเป็นผลึกมากขึ้น และการเจือด้วยตัวเจือที่นาไฟฟ้า Graphene nanoplatelet (GPN) เพิ่ม space charge ให้กับวัสดุคอมโพสิธ โดยวัสดุคอมโพสิธถูกขึ้นรูปแบบฟิล์มบางและศึกษาลักษณะทางกายภาพของฟิล์มบางด้วย FTIR, XRD และ SEM ส่วนคุณสมบัติทางไฟฟ้า ศึกษาโดยคุณสมบัติไดอิเล็กทริก, คุณสมบัติกักเก็บพลังงาน และค่าความคงทนของการฉนวนต่อความเครียดสนามไฟฟ้าเบรกดาวน์ วัสดุคอมโพสิธ PVDF-HFP/PVDF-TrFE-CTFE ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงขนาดและความหนาแน่นของรูพรุน, ลักษณะและความหนาแน่นของผลึกPVDF ของฟิล์มบาง อีกทั้งยังพบว่า การเจือด้วย GPN ยังสามารถเพิ่มค่าไดอิเล็กทริก และคุณสมบัติกักเก็บพลังงาน ความสัมพันธ์ระดับนาโนในวัสดุคอมโพสิธส่งผลต่อโครงสร้างและคุณสมบัติทางไฟฟ้าสามารถเพิ่มประสิทธิภาพให้กับเทคโนโลยีทางไฟฟ้า และกักเก็บพลังงาน ในการศึกษาครั้งนี้นาเสนอการขึ้นรูปฟิล์มแบบคอมโพสิธเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในคุณสมบัติไดอิเล็กทริกสาหรับวัสดุกักเก็บพลังงาน 2023-12-19T03:16:43Z 2023-12-19T03:16:43Z 2022 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19197 en Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf Prince of Songkla University |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
English |
| topic |
PVDF-HFP PVDF-TrFE-CTFE energy storage properties breakdown strength |
| spellingShingle |
PVDF-HFP PVDF-TrFE-CTFE energy storage properties breakdown strength Suphita Chaipo Study of energy storage of polymer composite Poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (PVDF-TrFE-CTFE) |
| description |
Master of Science (Physics (International Program)), 2022 |
| author2 |
Chatchai Putson |
| author_facet |
Chatchai Putson Suphita Chaipo |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
Suphita Chaipo |
| author_sort |
Suphita Chaipo |
| title |
Study of energy storage of polymer composite Poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (PVDF-TrFE-CTFE) |
| title_short |
Study of energy storage of polymer composite Poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (PVDF-TrFE-CTFE) |
| title_full |
Study of energy storage of polymer composite Poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (PVDF-TrFE-CTFE) |
| title_fullStr |
Study of energy storage of polymer composite Poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (PVDF-TrFE-CTFE) |
| title_full_unstemmed |
Study of energy storage of polymer composite Poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (PVDF-TrFE-CTFE) |
| title_sort |
study of energy storage of polymer composite poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (pvdf-trfe-ctfe) |
| publisher |
Prince of Songkla University |
| publishDate |
2023 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19197 |
| _version_ |
1787137874269831168 |