Энциклопедический словарь нанотехнологий - электрохимические суперконденсаторы

Термин на английском

electrochemical supercapacitorsСинонимы

электрохимические конденсаторы, псевдоконденсаторыАббревиатуры

ЭКСвязанные термины

химический источник тока, суперконденсаторОпределение

разновидность суперконденсаторов, в которой сохранение энергии происходит с участием обратимых окислительно-восстановительных электрохимических процессов (фарадеевских процессов) в приповерхностном слое электродного материала

В электрохимических суперконденсаторах при заряде происходят окислительно-восстановительные электрохимические реакции в тонких адсорбционных монои полимолекулярных пленках на границах электрод электролит. При разрядке эти же реакции идут в обратном направлении. Таким образом, в электрохимических суперконденсаторах энергия накапливается в форме внутренней энергии поверхностных соединений на границе электрод электролит. Характеристики таких накопителей энергии в большой степени зависят от свойств, применяемых в них электродов и их конструкции. Основным отличием электрохимических суперконденсаторов от аккумуляторов является то, что электрохимические процессы происходят исключительно на поверхности электрода, что приводит к более высокой скорости протекания электрохимических процессов за счёт отсутствия диффузионных затруднений. Наиболее серьезным недостатком электрохимических конденсаторов по сравнению с традиционными суперконденсаторами (ионисторами) является меньшая устойчивость электродных материалов к химической и электрохимической деградации. Это приводит к сокращению максимального количества циклов заряда-разряда до нескольких тысяч или десятков тысяч, в зависимости от типа используемого электродного материала.
Основным преимуществом электрохимических конденсаторов по сравнению с аналогами является их потенциально более высокая электроемкость при сопоставимой мощности. Удельная электроемкость наиболее совершенных электродов, используемых в ионисторах, обычно не превышает 300-400 Ф/г, в то время как для современных электродов на основе оксидов и гидроксидов рутения емкость 600-700 Ф/г не является предельной. Другими известными электродными материалами для электрохимических суперконденсаторов являются нанокристаллические оксиды и гидроксиды никеля и марганца.

Современные электрохимические конденсаторы часто имеют асимметричную конструкцию, в которой на одном электроде накопление энергии происходит в двойном электрическом слое, а на другом благодаря протеканию фарадеевских процессов. Таким образом, используются положительные стороны суперконденсаторов и электрохимических суперконденсаторов. Электрохимические конденсаторы этого типа в настоящее время представляются наиболее перспективными для дальнейшего усовершенствования.

• Шляхтин Олег Александрович, к.х.н.

Иллюстрации

Теги

Разделы

Интеркаляционные материалы и твердые электролиты для химических источников тока, конденсаторов и т.д.

Объекты традиционных технологий («нанопорошки», нанопористые материалы, золи, гели, эмульсии, наногетерогенные полимеры и т.д.)