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菠萝彩票开户直营网:电解质中具有理想阴离子的锌离子混合电容器表现出超长的性能

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金属离子混合电容器结合了电容器和电池的特性。一个电极使用电容性机制,另一个电极使用电池式氧化还原过程。现在,科学家已经仔细研究了阴离子在电解质中的作用。该结果已发表在《化学工业》(Angewandte Chemie)杂志上,揭示了硫酸根阴离子的重要性。硫酸盐基电解质为锌离子混合电容器提供了出色的性能和超长的可操作性。

电容器可以在短时间内吸收并释放大量电荷,而电池可以以小体积存储大量能量。为了兼顾这两种特性,科学家正在研究混合电化学电池,其中包含电容器型和电池型电极。在这些电池中,研究人员已将金属离子混合电容器确定为特别有前途的设备。在此,正极具有假电容特性,这意味着它还可以通过嵌入金属离子以电池的方式存储能量,而负极由氧化还原活性金属制成。

然而,与香港城市大学一起研究电池材料的智春智说,人们早就忽略了它们的电解质。研究人员认为,电解质阴离子的类型会影响设备的性能。他们说:“更加注意引入合适的阴离子可以有效地改善电容器的功率和能量密度。”

研究人员将注意力集中在锌离子电容器上。这种电池类型由锌金属阳极和由氮化钛纳米纤维制成的阴极组成。纳米纤维是坚固的,并且其多孔表面允许电解质渗透。科学家认为,电解质阴离子附着在氮化钛表面时,会使材料更具导电性。此外,吸附的阴离子可能直接有助于充电过程。混合电容器的充电涉及插入锌离子的提取。

Zhi和他的同事们比较了三种电解质阴离子:硫酸根,乙酸根和氯离子的影响。他们研究了它们与电极表面的结合以及电化学电池的性能。结果很明显。

科学家报告说,硫酸根阴离子在三种阴离子中脱颖而出。他们观察到,基于硫酸锌电解质的电池性能最好,并且硫酸盐在氮化钛表面的结合力比其他阴离子强。而且,经硫酸盐处理的电极显示出最低的自放电。作者将这些发现归因于硫酸盐的电子效应。这组作者总结说,其电子拉动性质提供了与表面原子的紧密结合,并防止了电极的自放电。

对于基于硫酸锌的锌离子混合电容器,科学家报告说其高性能运行已超过9个月。而且,这些设备是灵活的,这对于便携式电子设备尤其有用。科学家在电子表中对该设备进行了测试,并发现了出色的性能。

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