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陰イオンの問題:電解質に理想的な陰イオンを含む亜鉛イオンハイブリッドコンデンサは、非常に長い性能を示します

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©Wiley-VCH、「AngewandteChemie」のクレジットと元の記事へのリンクを付けて再利用します。
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要約:
金属イオンハイブリッドコンデンサは、コンデンサとバッテリーの特性を兼ね備えています。 一方の電極は容量性メカニズムを使用し、もう一方の電極はバッテリータイプのレドックスプロセスを使用します。 科学者たちは現在、電解質における陰イオンの役割を精査しています。 ジャーナルAngewandteChemieに掲載された結果は、硫酸陰イオンの重要性を明らかにしています。 硫酸塩ベースの電解質は、亜鉛イオンハイブリッドコンデンサに卓越した性能と非常に長い操作性をもたらしました。

陰イオンの問題:電解質に理想的な陰イオンを含む亜鉛イオンハイブリッドコンデンサは、非常に長い性能を示します


ドイツ、ハイデルベルク| 13年2020月XNUMX日に投稿

コンデンサは短時間で大量の電荷を吸収して放出することができますが、バッテリーは少量で大量のエネルギーを蓄えることができます。 両方の特性を組み合わせるために、科学者はコンデンサータイプとバッテリータイプの両方の電極を含むハイブリッド電気化学セルを調査しています。 これらのセルの中で、研究者は金属イオンハイブリッドコンデンサを特に有望なデバイスとして特定しました。 ここで、正極には疑似容量特性があり、負極はレドックス活性金属でできているのに対し、金属イオンを挿入することで電池のようにエネルギーを蓄えることもできます。

しかし、それらの電解質は長い間無視されてきたと、香港城市大学の彼のチームと一緒に電池材料を調査しているChunyiZhiは言います。 研究者たちは、電解質陰イオンの種類がデバイスの性能に影響を与えると信じています。 「適切な陰イオンの導入にもっと注意を払うことで、コンデンサの電力とエネルギー密度を効果的に改善できます」と彼らは言います。

研究者たちは、亜鉛イオンコンデンサに注目しました。 このセルタイプは、亜鉛金属アノードと窒化チタンナノファイバー製のカソードで構成されています。 ナノファイバーは頑丈で、その多孔質表面により電解質が浸透します。 科学者たちは、電解質アニオンが窒化チタンの表面に付着すると、材料の導電性が高まると主張しています。 さらに、吸着された陰イオンは、帯電プロセスに直接寄与する可能性があります。 ハイブリッドコンデンサの充電には、挿入された亜鉛イオンの抽出が含まれます。

Zhiと彼の同僚は、硫酸塩、酢酸塩、塩化物のXNUMXつの電解質陰イオンの効果を比較しました。 彼らは、電極表面への結合と電気化学セルの性能の両方を調べました。 それは明らかな結果でした。

科学者たちは、硫酸陰イオンがXNUMXつの陰イオンの中で際立っていたと報告しました。 彼らは、硫酸亜鉛電解質に基づくセルが最もよく機能し、硫酸塩が他の陰イオンよりも窒化チタン表面に強く結合することを観察しました。 さらに、硫酸塩処理された電極は、最低の自己放電を示した。 著者らは、この発見を硫酸塩の電子効果に帰した。 その電子を引っ張る性質は、表面原子への緊密な結合を提供し、電極が自己放電するのを防ぎます、と著者らは結論付けました。

硫酸亜鉛ベースの亜鉛イオンハイブリッドコンデンサの場合、科学者はXNUMXか月以上の高性能動作を報告しました。 さらに、これらのデバイスは柔軟性があり、ポータブル電子機器に特に役立ちます。 科学者たちは電子時計でデバイスをテストし、優れた性能を発見しました。

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著者について

Chunyi Zhi博士は、香港城市大学の材料科学工学部の教授です。 彼の研究対象は、柔軟なエネルギー貯蔵装置、新しい電極材料と電解質を備えた亜鉛ベースの電池、および酸素と窒素の還元反応のための触媒の実用化に及びます。

http://www.comfortablenergy.net/

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コンタクト:
マリオミューラー

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出典:http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56432

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