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_亚博APP安全有保障

企业新闻 | 2021-04-05
本文摘要:据外媒报导,超级电容器是一种需要存储和获释能量的电子设备,享有一层电解质-一种可以是液体、液体或介于液体与液体之间的导电材料。

据外媒报导,超级电容器是一种需要存储和获释能量的电子设备,享有一层电解质-一种可以是液体、液体或介于液体与液体之间的导电材料。现在,美国麻省理工学院(MIT)与几家机构合作,研发出有一种新型液体,有可能可以提升此类设备的效率和稳定性,同时减少易燃性。

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(图片来源:MIT)研究人员回应,该研究有可能代表了电化学储能的一种新的范式。几十年前,研究人员早已找到一种新材料-离子液体(本质就是液体盐),但是该团队在此类离子液体中加到了一种化合物,该化合物与用来集中泄漏的石油的表面活性剂类似于。

重新加入该化合物后,离子液体“具备了十分新奇的性质,显得十分黏稠。”研究人员回应:“很难想象此种黏稠的液体可用作存储能量,但是我们找到,一旦提升温度,该液体就可以存储更好的能量,比其他许多电解质存储的能量都多。”但是只不过这也不是十分令人吃惊的,因为其他离子液体随着温度增高,粘度不会减少,存储能量的能力也不会提升。

但是目前的情况是,该离子液体虽然粘度仍比其他未知电解质的要低,但是其容量依然随着温度的增高而很快减少,最后其整体能量密度多达了许多传统电解质的能量密度,而且稳定性和安全性也更高。该液体高效的储能能力源于于其内部的分子不会自动排序,最后不会在金属电极表面构成分层结构。此类分子的一端有一条尾巴,排序之后头部或朝向电极或靠近电极,而尾巴不会挤满在中间,构成类似于三明治的结构,称作自的组织纳米结构。

此类高度有序的结构可以避免“过渡性过滤器”现象的经常出现,此种现象可能会再次发生在其他离子液体中。再次发生在其他离子液体中时,挤满在电极表面的第一层离子(电荷原子或分子)含有的离子比表面适当电荷含有的离子要多,从而造成离子产于更加集中,或者离子层更加薄,从而造成储能效率低落。但是研究人员做成的液体由于不具备类似结构,电荷都集中于在电极表层。

研究人员将此新型材料称作SAILs,即表面活性离子液体,其在高温储能方面有多种应用于,例如用作石油钻井或化工厂等高温环境中。“我们的电解质在高温下十分安全性,而且性能更佳,相比之下,锂离子电池中的有些电解质却十分易燃。”研究人员回应,该材料可以协助提升超级电容器的性能。

超级电容器可用作存储电能,有时是电动汽车电池系统的补足,可为电动汽车获取额外动力。与传统电解质比起,使用了该新材料的超级电容器的能量密度提升了4至5倍。

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与电池比起,使用新型电解质后,未来的超级电容器有可能需要存储更加多能量,甚至有可能在电动汽车、个人电子产品或电网级储能设施等应用于中代替电池。此外,该材料有可能还可用作各种新兴的分离出来工艺。

许多新的研发的分离出来工艺都必须电气控制,例如捕捉二氧化碳以及从废物中重复使用资源等各种化学加工和提炼应用于中,而此类具备低导电性的离子液体就非常适合此类应用于。研究人员最初研发的材料只是SAIL化合物其中一种可能性,该团队还将之后研发有所不同的有可能化合物,并为特定用途优化参数。


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