化学家已经为超级电容器命名了有前景的材料

MIEM HSE 的一组科学家与莱比锡非经典化学研究所的同事一起，开发了一种聚合离子液体与带电金属电极界面的理论模型。利用聚合物物理学和理论电化学的方法，研究人员首次展示了聚合物和普通离子液体的电容行为有何不同。

化学家为超级电容器命名了有前途的材料

该研究是作为 RSF 项目的一部分进行的，工作结果发表在物理化学化学物理学杂志上。聚合离子液体 (PIL) 是一类相对较新的材料，在各种应用中的应用越来越多，从新电解质的开发到太阳能电池板的制造。

与传统的离子液体是液态有机盐，阳离子和阴离子可以自由移动不同，在ILI中，阳离子通常交联成长聚合物链，阴离子自由移动。从最近开始，PIL 与普通离子液体一起被用于制造超级电容器作为填充物。

超级电容器是将能量存储在电极表面的双电层中的装置（例如，铂、金、碳电极工作）。例如，与电池相比，超级电容器存储更多能量并且速度更快。显示超级电容器可以存储多少电量的特性称为“电容”。

该工作室的作者首次在理论上模拟了 PIL 中出现的双电层的电容行为及其在超级电容器中与带电电极的界面处的解决方案。科学家们还将 PIL 的电容与普通离子液体的电容进行了比较。该研究的结果是一种新的低压电容解析表达式，可用于工程计算。

在考虑了聚合离子与电极表面相互作用的两个模型案例后，作者发现电容行为与普通离子液体行为之间存在定量和定性差异。科学家预测，与具有相同化学成分的普通离子液体相比，PIL 的电容量将大幅增加。

该研究首次阐明了链状阳离子的存在如何影响带电电极附近离子液体的电化学性质。正如作者所指出的那样，尽管所开发的模型是对带电电极上 PIL 的相当粗略的描述，即使在理论发展的这个阶段，所获得的结果也可用于开发新的超级电容器、燃料电池、电池和固态电解质。

“我们假设聚合物离子液体中的带电聚合物链比传统离子液体更容易将离子吸引到带电电极上，在传统离子液体中离子没有结合。这反过来又会导致在相同电压下出现大电容。结合理论电化学和高分子物理的方法进行了严格的计算，我们确信我们的假设是正确的。我们期待它的早期实验验证，”该研究的作者之一、MIEM HSE 教授Yuri Budkov评论道。