Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11041
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorHazleen Anuar, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorShujahadeen Aziz, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorFathilah Ali, Ph.Den_US
dc.contributor.authorBrza, Mohamad Alien_US
dc.date.accessioned2022-08-03T02:08:34Z-
dc.date.available2022-08-03T02:08:34Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11041-
dc.description.abstractIn the current work, the preparation of the polymer electrolyte (PE) systems consists of PVA polymer matrix, ammonium thiocyanate (NH4SCN) as ionic source, Cu(II)-, Ce(III)-, and Cd(II)-complex as metal-complexes and glycerol as plasticizer are performed by solution cast technique. The polymer electrolytes are used for application in electrochemical double-layer capacitor (EDLC) device. Due to poor optical, electrical, and electrochemical properties of PVA, it is integrated with the metal-complex and glycerol to increase amorphous phase, electrical conductivity, and decrease optical band gap for the electrolyte to be used for fabricating EDLC device with very high performance. X-ray diffraction (XRD) has shown that the highest conducting plasticized electrolyte with Cu(II)-complexes possess the lowest degree of crystallinity. The possible interactions within the PE elements are verified using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The FESEM images reveal that the surface morphology of the samples showed a uniform smooth surface at high glycerol concentration. This is in good agreement with the XRD and FTIR results. The highest conducting plasticized electrolyte without metal-complexes is found to be 1.82 × 10-5 S cm-1 while the conductivity increased up to 2.25 × 10-3 S cm-1 by the addition of Cu(II)-complex into the PE. The conductivity is found to be affected by the ionic mobility (µ), diffusion coefficient (D), and number density (n) of ions. From UV-Vis spectroscopy study, the optical parameters (absorption edge, refractive index (N), dielectric constant (εr), dielectric loss (εi), and optical band gap energy (Eg)) of pure PVA and composite films are measured. Examination of the εi optical parameter is carried out to measure the Eg, while types of electronic transition in the films are determined based on the Tauc's method. From transference number measurement (TNM), ions are considered as the dominant charge carrier and the transference number for ions and electrons for the highest conducting electrolyte (PGNC-4) are 0.971 and 0.029, respectively. PGNC-4 is electrochemically stable up to 2.15 V. Galvanostatic charge-discharge (GCD) measurement of the EDLC has been supported with cyclic voltammetry (CV) analysis. CV curves are determined by inserting the plasticized electrolytes between two activated carbon (AC) electrodes, and it shows a nearly rectangular shape at low scan rates. The specific capacitance and energy density of the EDLC for the highest conducting plasticized electrolyte with Cu(II)-complexes (PGNC-4) are nearly constant within 1000 cycles at a current density of 0.5 mA/cm2 with average of 155.322 F/g and 17.473 Wh/Kg, respectively. The energy density of the EDLC in the current work is in the range of battery energy density. The EDLC performance was found to be stable over 1000 cycles for the PGNC-4 system. The low value of equivalent series resistance shows that the EDLC has good electrolyte-electrode contact. The EDLC for the PGNC-4 system exhibited the initial high power density of 4.960 × 103 W/Kg.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021en_US
dc.subject.lcshCapacitors -- Synthesisen_US
dc.subject.lcshElectric double layeren_US
dc.titleSynthesis and characterization of PVA-Metal complex composites for electrochemical double layer capacitor (EDLC) devicesen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityt11100429247MohamadAliBrzaen_US
dc.description.identifierThesis : Synthesis and characterization of PVA-Metal complex composites for electrochemical double layer capacitor (EDLC) devices / by Mohamad Ali Brzaen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy (Engineering)en_US
dc.description.abstractarabicفي الدراسة الحالية، تحضير انظمة الكتروليت البوليمرى (PE) يتکون من مصفوفة بوليمر (PVA)، ثيوسيانات الامونيوم (NH4SCN) كمصدر الأيونى و معقد Cd(II), Ce(III), Cu(II) كالمعدات المعدنية و الجلسيرن كملدن او الملصق و ذلك عن طريق تقنية الصب المحلول. یستخدم البوليمرات الاكترولية فی التطبیق و فبرکە متسعە الکتروکیمیائية ثنائية الطبقية (EDLC) . بسبب ضعف الخواص البصریة و الکهربائیة و الکهروکیمائیە لPVA تم دمجه و تکملتە مع المعقد المعدن و الگریسول لزیادە الطور الامورفسی اللا البلوری و کذلك التوصیل الکهربائی و تقلیل افجوە الطاقە البصریة للالکترولیت لکی تستخدم فبرکە EDLC ذات کفاءة العالیە. تبين من الحيود الاشعة السينية (XRD) ان الكتروليت المعدن ذات التوصيلية العالية مع معقدات Cu(II) تمتلك أقل درجة من التبلور. تم استخدام التحليل الطيفي لتمويل الفوريرى للاشعه تحت الحمراء (FTIR) و ذلك للتحقق من التفاعلات الممكنة للعناصر داخل الالكتروليت البوليمرى. من خلال دراسة اشكال (FESEM) تبين له عند تراكيزه العالية لكليسرين تتميز سطوح الاغشية المستحضرة بأنها وساء و منظم و متوافقه مع نتائج FTIR, XRD. تم الحصول على توصيلة الكتروليت الوصل الملدين بدون معقدات المـــعدنيه بمـــقدار1.82×10-5 Scm-1 و تزداد هذه القيمة الى 2.5×10-3 Scm-1 عند اضافة معقد Cu(II) الى اكتروليت البوليمرى (PE). و من خلال الدراسة، تبين ان التوصلية الكهربائية تتأثر بحركية الايونيه (µ) و معامل الانتشار (D) و تركز الايونات (n). من دراسة الطيف الاشعة المرئية وفوق البنفسجية (UV-Vis)، تم قياس الباراميترات (حافه الامتصاص، معامل الانكسار (N) و ثابت عزل الكهربات (εr) و فقد عزل الكهربائى (εi) و كذلك فجوة الطاقه البصرية (Eg) ) للاغشيه البوليمريه PVA التميه و الحركيه. من خلال فحص الباراميتر الضوئى εi تم قياس فجوه طاقه البصريه (Eg)، بينما حددت الانتقالات الالكترونيه بأنواعها للافلام تحت الدراسه اعتمادا على طريقة (Tauc) تاوك. نتنائج قياسى الرقم التحويلى TNM، توكد على أن غالبيه حاملات الشحنات هى الايونات، و نتائج TNM للايونات و الاكترونات للاكتروليتات ذات توصليه عاليه لـ PGNC-4 تكون 0.029 و 0.971 على التوالى. من خلال الدراسة، تبين أن PGNC-4 مستقر كهربائيا حتى 2.15 فولت، وتم دعم قياسات تفريغ الشحن الكلفانى (GCD) لـ EDLC من خلال تحاليل فولتميرى الدورى (CV)، حيث تم تحديد منحنيات (CV) و ذلك من ادراج الكتروليتات الملدنه (plasticized)تحت الدراسة بين قطبي كاربون المنشط (AC) حيث خمرت شكلا تقريبيا للمستطيل عند معدلات المسح المنخفض .و تظهر من خلال النتائج ان السعة النوعية و كثافه الطاقه للالكترليتات الملدنية مـــع مــــعقدات PGNC-4 Cu (II) یمتلک الموصليه عاليه ثابته تقريبا خلال 1000 دورة عند كثافه التـــــيـار بمعدل 0.5 mA/cm2 17.474 Wh/kg 155.332 F/g على التولى في الدراسة الحاليه، الكثافه الطاقيه EDLC عند نطاق كثافة الطاقة البطارية، و اداء EDLC مستقر على مدى 1000 دورة لنظام PGNC-4، و قيمة الواطیة للمقاومة المكانية المتواليه دلالة على توصيلية جيدة بين الالكترونيات و القطب. اظهر EDLC لنظام PGNC-4 كثافة لقدرة العالية الأولية لـW/kg 103 × .4.960en_US
dc.description.callnumbert TK 7872 C65 B916S 2021en_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxxvii, 280 leaves : illustrations ; 30cm.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100429247MohamadAliBrza_24.pdf24 pages file481.16 kBAdobe PDFView/Open
t11100429247MohamadAliBrza_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file8 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.