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MIT研发新型离子液体提高超级电容器性能或让超级电容器取代电池


文章作者:www.telehotels.net.cn 发布时间:2019-10-19 点击:1547



MIT研发了新的离子液体以改善超级电容器的性能,或者让超级电容器代替我想分享的原装Geshi Auto 2019.9.19电池

根据国外媒体报道,超级电容器是一种能够存储和释放能量的电子设备,带有一层电解质-一种可以是固态,液态或固态和液态之间的导电材料。现在,麻省理工学院(MIT)与多家机构合作开发了一种新型液体,可以提高此类设备的效率和稳定性,同时降低其可燃性。

(来源:麻省理工学院)

研究人员说,这项研究可能代表了一种电化学储能的新范例。几十年前,研究人员发现了一种新材料-离子液体(本质上是液态盐),但研究小组向该离子液体中添加了一种化合物,该化合物与用于分散泄漏的油具有表面活性。代理是相似的。在添加化合物之后,离子液体“具有非常新颖的性质并且变得非常粘”。研究人员说:“很难想象这种粘性液体可以用来存储能量,但是我们发现,一旦温度升高,液体可以存储更多的能量,并且比许多其他电解质存储更多的能量。” >

但这并不十分令人惊讶,因为其他离子液体的粘度会随着温度的升高而降低,并且它们的能量存储能力也会提高。然而,目前的情况是,尽管离子液体的粘度仍比其他已知电解质高,但其容量仍会随着温度的升高而迅速增加,最终其总能量密度超过许多常规电解质的能量密度,并且稳定性和安全性是也更高。

液体的有效储能能力源于以下事实:液体内部的分子自动对齐,最终在金属电极的表面形成分层结构。这种分子的一端具有一条与头部对齐或朝向或远离电极的尾巴,而尾巴则聚集在中间,形成了一种称为自组织纳米结构的三明治状结构。

这种高度有序的结构可防止在其他离子液体中出现的“过渡过滤”现象。当它出现在其他离子液体中时,堆积在电极表面的第一层离子(带电的原子或分子)比其表面上的相应电荷包含更多的离子,从而导致离子分布更分散或离子层更厚。导致存储效率低下。但是,由于研究人员制造的特殊液体结构,电荷集中在电极表面。

研究人员将这种新材料称为表面活性离子液体SAIL,在高温能量存储中有许多应用,例如在石油钻探或化工厂等高温环境中。 “我们的电解质在高温下非常安全,性能更好。相比之下,锂离子电池中的某些电解质非常易燃。”

研究人员说,这种材料可以帮助改善超级电容器的性能。超级电容器有时可用于存储电能,除电动汽车电池系统外,还可以为电动汽车提供额外的电力。与传统电解质相比,使用这种新材料的超级电容器的能量密度提高了4到5倍。与电池相比,使用新型电解质,未来的超级电容器可能能够存储更多的能量,甚至可以在电动汽车,个人电子产品或电网级储能设施等应用中替代电池。

此外,该材料可用于各种新兴的分离工艺中。许多新开发的分离过程需要电气控制,例如捕获二氧化碳并从废物中回收资源,以及其他化学处理和精炼应用,而这种高导电性离子液体非常适合此类应用。

研究人员最初开发的材料只是SAIL化合物的一种可能性,该团队将继续开发各种可能的化合物并针对特定用途优化参数。

本文是第一作者的原创,未经授权不得复制。

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根据国外媒体报道,超级电容器是一种能够存储和释放能量的电子设备,带有一层电解质-一种可以是固态,液态或固态和液态之间的导电材料。现在,麻省理工学院(MIT)与多家机构合作开发了一种新型液体,可以提高此类设备的效率和稳定性,同时降低其可燃性。

(来源:麻省理工学院)

研究人员说,这项研究可能代表了一种电化学储能的新范例。几十年前,研究人员发现了一种新材料-离子液体(本质上是液态盐),但研究小组向该离子液体中添加了一种化合物,该化合物与用于分散泄漏的油具有表面活性。代理是相似的。在添加化合物之后,离子液体“具有非常新颖的性质并且变得非常粘”。研究人员说:“很难想象这种粘性液体可以用来存储能量,但是我们发现,一旦温度升高,液体可以存储更多的能量,并且比许多其他电解质存储更多的能量。” >

但这并不十分令人惊讶,因为其他离子液体的粘度会随着温度的升高而降低,并且它们的能量存储能力也会提高。然而,目前的情况是,尽管离子液体的粘度仍比其他已知电解质高,但其容量仍会随着温度的升高而迅速增加,最终其总能量密度超过许多常规电解质的能量密度,并且稳定性和安全性是也更高。

液体的有效储能能力源于以下事实:液体内部的分子自动对齐,最终在金属电极的表面形成分层结构。这种分子的一端具有一条与头部对齐或朝向或远离电极的尾巴,而尾巴则聚集在中间,形成了一种称为自组织纳米结构的三明治状结构。

这种高度有序的结构可防止在其他离子液体中出现的“过渡过滤”现象。当它出现在其他离子液体中时,堆积在电极表面的第一层离子(带电的原子或分子)比其表面上的相应电荷包含更多的离子,从而导致离子分布更分散或离子层更厚。导致存储效率低下。但是,由于研究人员制造的特殊液体结构,电荷集中在电极表面。

研究人员将这种新材料称为表面活性离子液体SAIL,在高温能量存储中有许多应用,例如在石油钻探或化工厂等高温环境中。 “我们的电解质在高温下非常安全,性能更好。相比之下,锂离子电池中的某些电解质非常易燃。”

研究人员说,这种材料可以帮助改善超级电容器的性能。超级电容器有时可用于存储电能,除电动汽车电池系统外,还可以为电动汽车提供额外的电力。与传统电解质相比,使用这种新材料的超级电容器的能量密度提高了4到5倍。与电池相比,使用新型电解质,未来的超级电容器可能能够存储更多的能量,甚至可以在电动汽车,个人电子产品或电网级储能设施等应用中替代电池。

此外,该材料可用于各种新兴的分离工艺中。许多新开发的分离过程需要电气控制,例如捕获二氧化碳并从废物中回收资源,以及其他化学处理和精炼应用,而这种高导电性离子液体非常适合此类应用。

研究人员最初开发的材料只是SAIL化合物的一种可能性,该团队将继续开发各种可能的化合物并针对特定用途优化参数。

本文是第一作者的原创,未经授权不得复制。

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