Aug 13 2019
An international team of researchers, including a chemistry professor from theUniversity of Bristol，已经开发了一种新方法来增强超级电容器（能源存储设备），从而创建了一种与泻药化学相关的清洁剂。
电极表面上的清洁剂样离子液体的插图。（图片来源：Xianwen Mao/马萨诸塞州技术学院）
Recently reported in the journal自然材料亚博网站下载, the paper shows why these detergents, known as ionic liquids, are better electrolytes when compared to existing materials and can enhance supercapacitors.
尽管目前使用有机电解质和水性电解质，但制造商和研究人员最近正在测试离子液体，而不是提高性能。
虽然离子液体是在室温下以盐的形式存在的，但意外地不是结晶固体，而是其名称所建议的液体。这为离子液体提供了比传统电解质的好处，因为它们不易用，稳定，并且通常更环保。
To study the fascinating potential provided by ionic liquids for evolving electrochemical technologies, the researchers created a unique set of highly efficient detergent-like ionic liquid electrolytes and elucidated how they operate at the surfaces of electrodes.
Interpreting the working of these electrolytes will help in designing much more efficient devices that can be used for storing electrical energy.
为了使这一发现需要一组具有非常多样化的技能的科学家，涵盖化学合成，高级结构，显微镜和电气技术以及计算方法。这项工作展示了科学研究的力量“无国界”，来自不同国家的群体贡献了自己的专业知识，以使“整体大于零件总和”。
朱利安·伊斯托（Julian Eastoe），布里斯托尔大学化学学院的研究合着者兼教授
马萨诸塞州理工学院（麻省理工学院）的合着者Xianwen Mao补充说：“”我们设计了一种新的离子液体，可以更有效地存储能量。These detergent-like ionic liquids can self-assemble into sandwich-like bilayer structures on electrode surfaces. And that is the very reason why they give better energy storage performance。”
通常，对于与带电电极接触的电解质，静电库仑相互作用主导了离子的分布。相反，可以通过使离子液体的两亲性或类似肥皂样的离子液体来调节离子的分布，从而使分子当前具有单独的非极性和极性结构域，就像正常的洗涤剂一样。
此后，这些类似肥皂样的电解质意外地在电极表面产生双层结构，从而导致相对增强的能量储能能力。研究人员发现，储能性能也受温度和施加电压的影响。
这组新的电解质可用于挑战性操作，例如太空探索和油钻孔；但是，它们也可能导致混合型汽车中新的和增强的超级电容器的发展。此类设备是当代混合动力汽车中的重要组件，并且可以在更高的效率和更高的功率方面超过电池。
在再生制动过程中，机械工作被转换为电能时，这是特别的。反过来，这种电能可以迅速存储在准备排放的超级电容器中。
这不仅可以减少能源消耗，而且更加环保。更重要的是，在本分析中创建的新型电解质的帮助下，与电池相比，即将到来的超级电容器可能能够存储更多的能量，可能会在网格级存储设施，个人电子和电气等应用中代替电池汽车。
Source:https://bristol.ac.uk/