Материалы для электрохимических конденсаторов

Электрохимические конденсаторы, также называемые суперконденсаторами, накапливают энергию за счёт адсорбции ионов (в конденсаторах с двойным электрическим слоем) или быстрых поверхностных окислительно-восстановительных реакций (в псевдоконденсаторах). Они могут дополнять или заменять аккумуляторы в системах накопления и сбора электрической энергии, когда необходимы высокая отдаваемая или принимаемая мощность. Существенное улучшение характеристик стало возможным благодаря новым знаниям о механизмах накопления заряда и созданию современных наноструктурированных материалов. Открытие, что в порах размером меньше сольватированных ионов происходит их десольватация, позволило повысить ёмкость конденсаторов с двойным электрическим слоем, использующих углеродные электроды с субнанометровыми порами, и открыло возможности для разработки устройств с высокой плотностью энергии на основе различных электролитов. Сочетание псевдоёмкостных наноматериалов, в том числе оксидов, нитридов и полимеров, с литиевыми электродами последнего поколения, имеющими наноструктурированную поверхность, приблизило плотность энергии электрохимических конденсаторов к плотности энергии аккумуляторов. Применение углеродных нанотрубок способствовало дальнейшему развитию микроэлектрохимических конденсаторов и позволило создавать гибкие и адаптируемые устройства. Математическое моделирование и компьютерное моделирование станут ключом к разработке устройств будущего с высокой плотностью энергии и высокой мощностью.