Sähkökemiallinen superkondensaattori

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 8. huhtikuuta 2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Sähkökemialliset superkondensaattorit ( englanniksi  sähkökemialliset superkondensaattorit ) on eräänlainen superkondensaattori , jossa energiansäästö tapahtuu elektrodimateriaalin pintakerroksen palautuvien redox-sähkökemiallisten prosessien (Faraday-prosessien) mukana.

Yleistä tietoa

Sähkökemiallisissa superkondensaattoreissa, kun niitä ladataan, tapahtuu redox-sähkökemiallisia reaktioita ohuissa adsorptiomono- ja polymolekyylikalvoissa elektrodi  - elektrolyyttirajapinnoilla . Purkaessaan nämä samat reaktiot menevät päinvastaiseen suuntaan. Siten sähkökemiallisissa superkondensaattoreissa energia varastoituu pintayhdisteiden sisäisen energian muodossa elektrodin ja elektrolyytin rajapinnalle. Tällaisten energian varastointilaitteiden ominaisuudet riippuvat suurelta osin niissä käytettyjen elektrodien ominaisuuksista ja niiden suunnittelusta. Suurin ero sähkökemiallisten superkondensaattorien ja akkujen välillä on, että sähkökemialliset prosessit tapahtuvat yksinomaan elektrodin pinnalla, mikä johtaa sähkökemiallisten prosessien suurempaan nopeuteen diffuusioesteiden puuttumisen vuoksi.

Erottavat ominaisuudet

Perinteisiin superkondensaattoreihin (ionistoreihin) verrattuna sähkökemiallisten kondensaattoreiden vakavin haittapuoli on elektrodimateriaalien pienempi vastustuskyky kemiallista ja sähkökemiallista hajoamista vastaan. Tämä johtaa lataus-purkausjaksojen enimmäismäärän pienenemiseen useisiin tuhansiin tai kymmeniin tuhansiin käytetyn elektrodimateriaalin tyypistä riippuen.

Sähkökemiallisten kondensaattoreiden tärkein etu analogeihin verrattuna on niiden mahdollisesti suurempi sähköinen kapasiteetti vertailukelpoisella teholla. Edistyksellisimpien ionistoreissa käytettävien elektrodien ominaissähkökapasiteetti ei yleensä ylitä 300–400 F/g, kun taas nykyaikaisissa ruteenioksideihin ja -hydroksidiin perustuvissa elektrodeissa 600–700 F /g kapasiteetti ei ole rajana. Muita tunnettuja elektrodimateriaaleja sähkökemiallisiin superkondensaattoreihin ovat nikkelin ja mangaanin nanokiteiset oksidit ja hydroksidit .

Nykyaikaisilla sähkökemiallisilla kondensaattoreilla on usein epäsymmetrinen rakenne, jossa energia varastoidaan yhdelle elektrodille sähköisessä kaksoiskerroksessa ja toiselle - Faradayn prosessien virtauksen vuoksi. Siten käytetään superkondensaattorien ja sähkökemiallisten superkondensaattorien positiivisia puolia. Tämän tyyppiset sähkökemialliset kondensaattorit näyttävät tällä hetkellä olevan lupaavimpia lisäparannuksia varten.

Katso myös

Linkit