Основываясь на преимуществах быстрого разряда заряда, хорошей стабильности цикла и окна с широким рабочим напряжением, электрический двухслойный конденсатор на основе пористого активированного углеродного материала и ионного жидкого электролита является перспективным устройством для хранения электрохимической энергии. Исследование EDLC в ионных жидкостях Механизм хранения энергии, особенно механизм влияния собственной структуры аниона и катиона на емкость пористого активированного угля, раскрывает механизм хранения энергии с микроскопического уровня, который имеет важное руководящее значение для правильного выбора ионной жидкости и разумной конструкции высокоэффективного EDLC ,
Недавно Ян Синьбинь, научный сотрудник лаборатории химической химии и материалов лаборатории химической физики им. Ланьчжоу, Китайской академии наук, сделал важный прогресс в исследовании механизма хранения энергии EDLC в ионных жидкостях. Исследователи подготовили четыре вида ионных жидкостей, привитых нано-кремнеземом, Целью анализа анионов и катионов является использование только одного иона ионной жидкости для свободного входа и выхода из пор активированного угля во время зарядки и разрядки. Результаты могут дать новую стратегию для изучения поведения аккумуляторов аниона и катиона в ионных жидкостях в EDLC ,
Силиконовые привитые ионные жидкости структурно характеризуются ионом (катионный BMIM +, НБУ 4+Или анион NTf 2-, PF 6-) Является свободным, а уравновешенный заряд с ионами противодействия: трифторметансульфонимидный анион (NTf -) И катион метилимидазолия (MIM +) Ковалентно прикрепляли к размерам наночастиц 7 нм кремнезема, которые выбирали большинство поры выбранного размера пор из активированного углеродного материала менее 4 нм, так что ионы, связанные с диоксидом кремния, блокировались вне канала активированного угля , В то время как свободные ионы, подлежащие тестированию (катионный BMIM + , НБУ 4+Или анион NTf 2-, PF 6-) Проходите через ствол скважины. На этой основе простой электрохимический тест для достижения количественного анализа свободного доступа к ионному каналу, то есть использование размера постоянной вклада ионов ионного тока с циклической вольтамперометрией.
Основываясь на вышеуказанном методе, исследовательская группа обнаружила, что коммерчески доступный электрод YP-50F с активированным углем может быть охарактеризован катионным BMIM +, НБУ 4+И анион NTf 2-, PF 6-Соответствующая способная емкость и специальное окно напряжения для каждой емкости ионного вклада. Исследователи дополнительно охарактеризовали активность активированного угля YP-50F в ионных жидкостях (BMIM-NTf 2) Механизм хранения энергии в сочетании с BMIM +И NTf 2-Их электрохимические свойства, более глубокое объяснение механизма накопления энергии.
Соответствующие результаты исследований опубликованы в «Nature - Communications». Это исследование было профинансировано Национальным научным фондом Китая и Институтом химии «Тринадцать пять» Ланьчжоуского института химии.
Рисунок 1 Принципиальная схема a: диаграмма направленности ионов кремнезема и свободных ионов b: Проникающая электронная микроскопия силиката; c: Диаграмма распределения размеров пор с активированным углем; d: Активированный уголь в трех разных электролитах на диаграмме аккумулирования энергии , Сверху вниз, а затем свободные анионы, фиксированные катионы, свободные катионы, фиксированные анионы, свободные анионы и катионы
Рисунок 2. Циклические вольтамперометрические кривые электрода YP-50F активированного угля в четырех различных электролитах. A-d, за которым следует SiO 2-IL-BMIM, SiO 2-IL-НТФ 2, SiO 2-IL-NBU 4, SiO 2-IL-PF6
Рисунок 3. Комбинированная характеристика индивидуальных свойств аниона и катиона, а также детальное изучение механизма накопления энергии с помощью экспериментов по микробалансу кварцевого кристалла
