來自HSE MIEM和萊比錫非經(jīng)典化學(xué)研究所的研究人員提出了一種新的超級電容器理論模型，該模型考慮了陽離子的特性，陽離子對超級電容器的電差分電容有很大影響。這是電化學(xué)領(lǐng)域的第一本此類出版物。作者認為，該模型將允許工程師在未來創(chuàng)造更強大的能源。研究結(jié)果發(fā)表在The Journal of Physical Chemistry C 上。該研究是在 RSF 的資助下完成的。
超級電容器是在電極表面的雙電層中儲存能量的裝置(例如，鉑、金和碳的電極就是這樣工作的)。超級電容器或電離器是電容器和蓄電池的混合體，相比之下具有多個優(yōu)勢。一是蓄電速度快，二是電容量大。從單位質(zhì)量的電容值來看，超級電容器大大超過普通電容器，而電壓則低得多。
電容是主要特性，它表明雙電層可以積累多少電能。
超級電容器的“極板”(金屬電極和離子層)之間的有效距離在雙電層中僅為幾納米。這就是為什么超級電容器即使在施加低電壓的情況下也能積累大量電能的原因。
該論文的作者進行了一項分析，以發(fā)現(xiàn)離子液體中陽離子(帶正電的離子)的特性如何影響超級電容器的微分電容。
現(xiàn)有的理論模型將超級電容器中的離子描述為非結(jié)構(gòu)化帶電粒子，而沒有具體說明一種離子與另一種離子的區(qū)別。但對于離子液體，不僅每個離子的電荷和大小很重要，陽離子的偶極矩和靜態(tài)極化率等特性也很重要。
偶極矩是偶極電荷的絕對值和它們之間的距離(偶極長度)的乘積。
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