研究人员建议超级电容器的新理论模型

科学家来自HSE莫斯科电子与数学研究所（HSE MIEM）和莱比锡非古典化学研究所提出了一种新的超级能力理论模型，以考虑阳离子的性质。这显着影响超级电容器的电差电容。

这是对电化学中此类研究的第一个研究。研究人员认为，该模型将使工程师能够在将来做出更多强大的能源。研究结果发表在物理化学杂志c。该研究是在RSF的赠款的帮助下完成的。

超级电容器是能够将能量存储在电极表面上的电动双层中的设备（例如，金，碳，铂和这样的工作）。超级电容器（或离子主义者）是电容器和累加器的混合体，相比之下具有各种好处。

它既具有高速电力积累和更大的电容。按单位质量电容的值，超级电容器显着超过普通电容器，而电压则低得多。

“电容是主要特征，它表明电动双层可以积聚多少电力。”

超级电容器的“板”（是一个离子和金属电极）之间的有效距离，仅测量电动双层中的几纳米。即使在较低的施加电压下，超级电容器也可以积累巨大的电力。

研究人员进行了一项分析，以了解离子液体中阳离子（正电荷离子）的性质如何影响超级电容器的差异电容。

当前的理论模型将超级电容器中的离子解释为非结构化电荷颗粒，而没有指示一种离子从另一个离子变化。yabo214但是，在离子液体的情况下，不仅是每个离子必不可少的电荷和尺寸，而且阳离子上的偶极矩和静态极化性等性质也是如此。

“偶极矩是偶极子电荷的绝对值及其之间的距离（偶极长度）的产物。电子极化性是一个确定粒子在外部电场中获得诱导偶极矩的能力的值。”

科学家研究了差异电容如何基于阳离子的永久性偶极矩和电解质溶液和离子液体的静态极化所提供的电压的作用。

在这两种情况下，永久偶极矩的生长或阳离子的极化能力都会导致负电压下的差异电容显着增长。研究人员描述了差分电容的这种行为，并具有额外的吸引阳离子，该阳离子由永久性或诱导的偶极矩组成，对不均匀电场中的电极。

我们已经证明了一些非常重要的事情。电容，，，，这是表明电动双层可以积累多少能量的主要特征，，，，对偶极矩的变化和有机阳离子的极化敏感。

HSE莫斯科电子与数学研究所教授Yury Budkov

“这为实验学家（电化学工程师）提供了机会，如果他们想实现更大的能力，可以选择一种离子液体，在该离子液体中，阳离子具有较高的偶极矩或极化性，”布德科夫补充说。

根据研究人员的说法，他们的研究是基本的，将使化学工程师能够在发展超电容器方面进行更准确的计算。从住房服务到替代电源到电子和移动设备，再到数字设备，超级电容器被用作各个行业的电源。app亚博体育它们是记忆芯片，电子时钟和微控制器的独立或待机电源。

我们将开发软件，使我们能够预测特定电极，碳，金和铂的各种离子液体和电解质溶液的电容性能。该软件还将考虑与离子的介电特性有关的效果。

HSE莫斯科电子与数学研究所教授Yury Budkov

期刊参考：

Y. A. Budkov，等。（2021）带电电极上具有极化离子的离子液体理论。物理化学杂志c。doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c05548。

来源：https://www.hse.ru/en/