Співробітники Університету Тохоку (Японія) оцінили можливості перспективного електродного матеріалу для «суперконденсаторів» (іоністорів, конденсаторів з подвійним електричним шаром).
Відмінною рисою іоністорів вважається велика щільність енергії, на порядки перевершує показники звичайних електролітичних конденсаторів. Збільшення площі поверхні електродів в іоністори дає відчутну вигоду, і це завдання зазвичай вирішують за допомогою пористих матеріалів. Іони, природно, повинні швидко переміщатися крізь пори, що гарантує високу швидкість зарядки.
Легко зрозуміти, що іони будуть рухатися швидше, якщо пори зробити більшими, але це суперечить іншому умові: щільність електродного матеріалу не повинна бути занадто низькою, інакше мала щільність адсорбованих іонів призведе до падіння об'ємної ємності. Електродний матеріал, таким чином, повинен забезпечувати розумний баланс характеристик.
За твердженням авторів, протестований ними вуглець на підкладці з цеоліту (алюмосилікатного мінералу) має чи не оптимальним поєднанням властивостей. Пористий цеоліт тут використовується як «шаблону» і на кінцевому етапі виготовлення видаляється плавикової кислотою, а шуканий вуглецевий матеріал отримує впорядковану структуру і пори діаметром в 1,2 нм. Найбільш вигідний розмір пор був підібраний експериментально.
У дослідах з органічним електролітом вивчений матеріал забезпечував найвищу гравіметричну (140-190 Ф / г) і об'ємну (75-83 Ф / см ³) ємність. Більше того, такі показники підтримувалися при сильному струмі - до 20 А / м.
Повна версія звіту буде опублікована у виданні Journal of the American Chemical Society.
Відмінною рисою іоністорів вважається велика щільність енергії, на порядки перевершує показники звичайних електролітичних конденсаторів. Збільшення площі поверхні електродів в іоністори дає відчутну вигоду, і це завдання зазвичай вирішують за допомогою пористих матеріалів. Іони, природно, повинні швидко переміщатися крізь пори, що гарантує високу швидкість зарядки.
Легко зрозуміти, що іони будуть рухатися швидше, якщо пори зробити більшими, але це суперечить іншому умові: щільність електродного матеріалу не повинна бути занадто низькою, інакше мала щільність адсорбованих іонів призведе до падіння об'ємної ємності. Електродний матеріал, таким чином, повинен забезпечувати розумний баланс характеристик.
За твердженням авторів, протестований ними вуглець на підкладці з цеоліту (алюмосилікатного мінералу) має чи не оптимальним поєднанням властивостей. Пористий цеоліт тут використовується як «шаблону» і на кінцевому етапі виготовлення видаляється плавикової кислотою, а шуканий вуглецевий матеріал отримує впорядковану структуру і пори діаметром в 1,2 нм. Найбільш вигідний розмір пор був підібраний експериментально.
Нанорозмірні пори в вуглецевому матеріалі (ілюстрація з Journal of the American Chemical Society).
У дослідах з органічним електролітом вивчений матеріал забезпечував найвищу гравіметричну (140-190 Ф / г) і об'ємну (75-83 Ф / см ³) ємність. Більше того, такі показники підтримувалися при сильному струмі - до 20 А / м.
Повна версія звіту буде опублікована у виданні Journal of the American Chemical Society.
0 комментарии:
Отправить комментарий