疏电电极可提高储能性能
现在，使用可再生能源替代化石能源被认为是解决温室气体排放和空气污染问题的最佳解决方案。结果，对新的更好的储能技术的需求旺盛。
作为改进这项技术的努力的一部分，中国科学院(CAS)过程工程研究所(IPE)的张锁江教授领导的研究小组最近发现，疏电电极可以提高储能性能。
他们的研究发表在5月8日的材料化学杂志A上。
带有离子液体(IL)的双电层电容器(EDLC)作为一种新型的能量存储设备，可以填补电池的功率密度与传统电容器的能量密度之间的空白。然而，纳米孔中的IL通常表现出缓慢的扩散动力学，这阻碍了高功率密度。
在这项研究中，研究人员提出了一种基于大规模分子动力学模拟的协同提高含IL的EDLC的能量密度和功率密度的新策略。
他们使用电解质1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐构造了一系列具有不同润湿性的EDLC(从亲离子性到亲离子性)。
当将具有亲电性电极的EDLC与具有高度疏电性电极的EDLC进行比较时，研究人员发现，后者的充电时间减少了约80%，而电容增加了近100%(在U= 4V时)。
对于带疏电电极的EDLC，IL不能在不带电的情况下自发进入多孔电极。随着充电电压的增加，当电压超过一个临界值(〜2 V)时，抗衡离子和共离子都会开始进入纳米孔。同时，由于孔隙中离子的稀疏性，离子的扩散动力学要快于整体离子液体。
IPE的何鸿雁教授说：“给疏电孔充电就像压缩弹簧一样。一旦释放弹簧，就会产生很多能量。”
这项研究还确定了充电时间/电容与疏电性能/孔几何形状/电势之间的定量关系。它揭示了常见的亲离子电极中不存在的异常co-ion吸附如何增强具有IL的EDLC的整体性能。
引入疏电性的想法可能有助于将来基于IL的高性能超级电容器或其他储能应用的合理设计。
郑重声明：文章仅代表原作者观点，不代表本站立场；如有侵权、违规，可直接反馈本站，我们将会作修改或删除处理。
相关阅读
猜你喜欢
新能源
2021-05-28
