Редакция сайта ТАСС
МОСКВА, 18 декабря. /ТАСС/. Физики из НИУ ВШЭ и институтов РАН разработали новую теоретическую модель, которая описывает взаимодействия между ионами и электродами внутри суперконденсаторов и электрокатализаторов. Ее разработка ускорит создание новых накопителей энергии и систем ускорения реакций в промышленности, говорится в статье, опубликованной в научном журнале .
"Мы дополнили и расширили недавно разработанную нами теоретическую модель двойного электрического слоя, включив в нее поглощение ионов и эффекты, связанные с переносом заряда. Это существенным образом расширило наши представления о микроскопических процессах в данной прослойке и создает базу для рационального дизайна продвинутых электрохимических систем", - пишут исследователи.
Ученые уже много лет работают над разработкой суперконденсаторов - электрических устройств, способные запасать в себе большие количества энергии и почти мгновенно выделять ее назад почти неограниченное число раз. Их использование в электромобилях и электроавтобусах позволяет экономить ресурс литий-ионных аккумуляторов, а также снижает вероятность перегрева и взрыва этих батарей.
Как отмечают исследователи, мощность суперконденсаторов, а также эффективность их работы и другие важные электрические параметры зависят от того, как устроен так называемый двойной электрический слой - прослойка из ионов, которая образуется на границе между электролитом и электродами в накопителе энергии или катализаторе. Ученые изучают свойства этого слоя в рамках практических экспериментов, однако их проведение не всегда является возможным.
Год назад российские физики сделали большой шаг к решению этой проблемы, разработав подход, который позволяет просчитывать свойства этого слоя при помощи компьютера и очень точно просчитывать дифференциальную электрическую емкость - то, насколько эффективно суперконденсатор накапливает энергию при разных напряжениях
Корректность расчетов новой версии модели ученые подтвердили в опытах с электродами из серебра и растворами солей фтора, фосфора и щелочных металлов. Проведенные расчеты корректно воспроизвели то, как один тип ионов активно вытеснял другие ионы в процессе взаимодействий с электродами, что позволит в будущем использовать ее для проектирования новых электрохимических систем запасания энергии и ускорения реакций, подытожили физики.
Комментарии