「澳门老黄金赌城网址」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

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「澳门老黄金赌城网址」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

澳门老黄金赌城网址,据国外媒体报道,超级电容器是可以储存和释放能量的电子设备,并有一层电解质——一种可以是固体、液体或介于固体和液体之间的导电材料。现在,美国麻省理工学院(mit)已经与几个机构合作开发了一种新型液体,这种液体可以提高这种设备的效率和稳定性,降低可燃性。

研究人员表示,这项研究可能代表电化学能量储存的新范例。几十年前,研究人员发现了一种新材料——离子液体(基本上是液体盐),但该团队在这种离子液体中添加了一种化合物,这种化合物类似于用于分散泄漏石油的表面活性剂。加入化合物后,离子液体“具有非常新颖的性质,变得非常粘稠”研究人员说:“很难想象这种粘性液体能用来储存能量,但是我们发现一旦温度升高,液体比许多其他电解质能储存更多的能量。”

但事实上,这并不奇怪,因为其他离子液体的粘度会降低,它们的储能能力也会随着温度的升高而增加。然而,目前的情况是,尽管离子液体的粘度仍然高于其他已知电解质的粘度,但其容量仍然随着温度的升高而迅速增加,最终其总能量密度超过许多传统电解质,其稳定性和安全性也更高。

液体有效的能量储存能力来自液体内部分子的自动排列,最终在金属电极表面形成层状结构。这种分子的一端有尾巴。对齐后,头部朝向或背向电极,而尾部将聚集在中间,形成一种三明治状结构,称为自组织纳米结构。

这种高度有序的结构可以防止“过度过滤”的发生,这种现象可能发生在其他离子液体中。当发生在其它离子液体中时,积累在电极表面上的第一层离子(带电原子或分子)比表面上相应的电荷包含更多的离子,导致更分散的离子分布或更厚的离子层,导致低能量存储效率。然而,由于研究人员制造的液体的特殊结构,电荷集中在电极表面。

研究人员称这种新材料为帆状物或表面活性离子液体,它在高温能量储存方面有许多应用,例如在石油钻井或化工厂等高温环境中。“我们的电解液在高温下非常安全,性能更好。相比之下,锂离子电池中的一些电解质非常易燃。”

研究人员表示,这种材料有助于提高超级电容器的性能。超级电容器可用于储存电能,有时补充电动汽车的电池系统,为电动汽车提供额外的动力。与传统电解液相比,采用这种新材料的超级电容器的能量密度提高了4-5倍。与电池相比,随着新电解质的采用,未来的超级电容器可能能够储存更多的能量,甚至可能在电动汽车、个人电子产品或电网级储能设施等应用中取代电池。

此外,该材料还可用于各种新兴的分离过程。许多新开发的分离过程需要电控制,例如在各种化学加工和精炼应用中捕获二氧化碳和从废物中回收资源,并且这种高电导率的离子液体非常适合这种应用。

最初由研究人员开发的材料只是风帆化合物的一种可能性,该团队将继续开发不同的可能化合物,并为特定应用优化参数。

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