Электрохимические суперконденсаторы
Термин
электрохимические суперконденсаторы
Термин на английском
electrochemical supercapacitors
Синонимы
электрохимические конденсаторы, псевдоконденсаторы
Аббревиатуры
ЭК
Связанные термины
химический источник тока, суперконденсатор
Определение
разновидность суперконденсаторов, в которой сохранение энергии происходит с участием обратимых окислительно-восстановительных электрохимических процессов (фарадеевских процессов) в приповерхностном слое электродного материала
Описание
В электрохимических суперконденсаторах при заряде происходят окислительно-восстановительные электрохимические реакции в тонких адсорбционных моно- и полимолекулярных пленках на границах электрод - электролит. При разрядке эти же реакции идут в обратном направлении. Таким образом, в электрохимических суперконденсаторах энергия накапливается в форме внутренней энергии поверхностных соединений на границе электрод - электролит. Характеристики таких накопителей энергии в большой степени зависят от свойств, применяемых в них электродов и их конструкции. Основным отличием электрохимических суперконденсаторов от аккумуляторов является то, что электрохимические процессы происходят исключительно на поверхности электрода, что приводит к более высокой скорости протекания электрохимических процессов за счёт отсутствия диффузионных затруднений. Наиболее серьезным недостатком электрохимических конденсаторов по сравнению с традиционными суперконденсаторами (ионисторами) является меньшая устойчивость электродных материалов к химической и электрохимической деградации. Это приводит к сокращению максимального количества циклов заряда-разряда до нескольких тысяч или десятков тысяч, в зависимости от типа используемого электродного материала.
Основным преимуществом электрохимических конденсаторов по сравнению с аналогами является их потенциально более высокая электроемкость при сопоставимой мощности. Удельная электроемкость наиболее совершенных электродов, используемых в ионисторах, обычно не превышает 300-400 Ф/г, в то время как для современных электродов на основе оксидов и гидроксидов рутения емкость 600-700 Ф/г не является предельной. Другими известными электродными материалами для электрохимических суперконденсаторов являются нанокристаллические оксиды и гидроксиды никеля и марганца.
Современные электрохимические конденсаторы часто имеют асимметричную конструкцию, в которой на одном электроде накопление энергии происходит в двойном электрическом слое, а на другом - благодаря протеканию фарадеевских процессов. Таким образом, используются положительные стороны суперконденсаторов и электрохимических суперконденсаторов. Электрохимические конденсаторы этого типа в настоящее время представляются наиболее перспективными для дальнейшего усовершенствования.
Авторы
Разделы
| Главная |