condensador de doble capa eléctrica en base a un material de carbono activado poroso y el electrolito líquido iónico tiene una carga rápida y de descarga, excelente estabilidad de ciclo y de la ventana de tensión de funcionamiento, etc., es un dispositivo de almacenamiento de energía electroquímica prometedor. Estudio de EDLC en el líquido iónico mecanismo de almacenamiento de energía, especialmente el anión del líquido iónico y catiónico caracterizar el mecanismo de su influencia en la estructura intrínseca de las características de capacitancia de carbono activado porosos, revelando el mecanismo de un almacenamiento de nivel micro, la selección apropiada del líquido iónico, y por lo tanto razonable para construir de alto rendimiento EDLC importancia de guía .
Recientemente, la Academia China de Ciencias, Instituto Lanzhou de Química Física, Química y Laboratorio de Materiales del equipo de energía limpia Yan Xingbin hecho un progreso significativo en el estudio del mecanismo de almacenamiento de energía de los líquidos iónicos para EDLC. Los investigadores prepararon cuatro tipos de líquidos iónicos injertados nano-sílice, durante la carga y la descarga utilizando solamente un líquido iónico de los canales iónicos activados para permitir el libre acceso a las características para conseguir el objeto de análisis de aniones y cationes, respectivamente. que puede proporcionar una nueva estrategia para los resultados de estudios EDLC aniones líquido iónico y cationes respectivo comportamiento de almacenaje .
Las características estructurales de sílice injertadas líquido iónico es un iónico (catiónico BMIM +, NBu 4+O anion NTf 2-, PF 6-) Es libre, mientras que la carga contrabalanceada con una contracarga de iones: anión trifluorometanosulfonimida (NTf -) Y catión metilimidazolio (MIM +) Se unió covalentemente al tamaño de las nanopartículas de sílice de 7 nm seleccionadas la mayoría de los poros del tamaño de poro del material de carbón activado seleccionado de menos de 4 nm, de modo que los iones conectados a la sílice se bloquean fuera del canal de carbón activado , Mientras que los iones libres serán probados (BMIM catiónico + , NBu 4+O anion NTf 2-, PF 6-) Pasar por el pozo. Sobre esta base, una prueba electroquímica simple para lograr el análisis cuantitativo de acceso libre al canal de iones, es decir, el uso del tamaño de la capacidad de contribución de la reacción directa de corriente de voltametría cíclica.
Basado en el método anterior, el equipo de investigación encontró que el electrodo YP-50F de carbón activado disponible comercialmente se puede caracterizar como BMIM catiónico. +, NBu 4+Y anion NTf 2-, PF 6-La capacidad contribuida respectiva y la ventana de voltaje específico para cada capacidad de contribución de iones. Los investigadores caracterizaron además la actividad del carbón activado YP-50F en líquidos iónicos (BMIM-NTf 2) Mecanismo de almacenamiento de energía, combinado con BMIM +Y NTf 2-Sus propiedades electroquímicas, una explicación más profunda del mecanismo de almacenamiento de energía.
Los resultados relevantes de investigación publicados en "Nature - Communications". Esta investigación ha sido financiada por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el proyecto clave de cultivo "One Thirty-Five" del Instituto Lanzhou de Química.
Figura 1 Diagrama esquemático de a: Diagrama de estructura de iones injertados con sílice e iones libres; b: Microscopio electrónico de transmisión de sílice; c: Diagrama de distribución del tamaño de poro de carbón activado; d: Carbono activado en tres electrolitos diferentes en el diagrama de almacenamiento de energía , De arriba a abajo seguido de aniones libres, cationes fijos, cationes libres, aniones fijos, aniones libres y cationes
Figura 2. Curvas voltamétricas cíclicas del electrodo de carbón activado YP-50F en cuatro electrolitos diferentes. A-d seguido de SiO 2-IL-BMIM, SiO 2-IL-NTf 2, SiO 2-IL-NBu 4, SiO 2-IL-PF6
Figura 3. Caracterización combinada de las propiedades individuales del anión y el catión, así como un estudio detallado del mecanismo de almacenamiento de energía mediante experimentos de microbalanza con cristales de cuarzo.
