Siêu tụ điện cao áp dựa trên điện phân nước

ChemElectroChem - Tập 6 Số 4 - Trang 976-988 - 2019
Xining Zang1,2, Caiwei Shen3,1, Mohan Sanghadasa4, Liwei Lin1
1Mechanical Engineering University of California Berkeley Berkeley, CA USA 94704 E-mail:E-mail
2Research Laboratory of Electronics Massachusetts Institute of Technology Cambridge, MA USA 02139
3Mechanical Engineering Department University of Massachusetts, Dartmouth, MA USA 02747
4Aviation and Missile Research, Development, and Engineering Center, US Army, Redstone Arsenal, AL, USA, 35898

Tóm tắt

Tóm tắt

Siêu tụ điện với mật độ công suất cao và vòng đời dài là một nhóm quan trọng của nguồn điện trong các hệ thống lưu trữ năng lượng. Cửa sổ điện áp hoạt động của một siêu tụ điện được xác định bởi cả hóa học của vật liệu điện cực và động học điện hóa của điện phân, trong khi tiềm năng thủy phân nước là 1.23 V là giới hạn điển hình cho các tụ điện dựa trên điện phân nước. Ở đây, chúng tôi tóm lược cơ chế hoạt động của siêu tụ điện điện hóa, bao gồm tụ điện lớp electron kép (EDLC) và tụ giả, và khảo sát những hạn chế của điện áp hoạt động của chúng. Các nguyên tắc và ví dụ về các thiết kế khác nhau của điện cực và điện phân cho siêu tụ điện cao áp vượt qua giới hạn thủy phân được thảo luận, chẳng hạn như điện cực không đối xứng, điện phân có nồng độ cao và điện phân với các giá trị pH khác nhau. Các hiểu biết về tế bào tụ điện cao áp và triển vọng tương lai được cung cấp cho sự phát triển của các hệ thống lưu trữ năng lượng điện hóa.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1002/admt.201800209

10.1021/acsami.7b12047

10.1038/451652a

10.1016/j.jpowsour.2016.04.020

10.1016/j.electacta.2007.01.011

10.1126/science.1158736

10.1007/978-1-4757-3058-6

10.1038/nmat2297

10.1109/JMEMS.2017.2723018

10.1002/adfm.200800541

10.1016/j.jpowsour.2010.11.152

10.1016/j.rser.2008.09.028

10.1002/adma.201800062

Shen C., 2017, Sci. Rep., 7

10.1039/C6RA28218K

10.1039/C4CS00286E

10.1039/C8CP00258D

10.1002/celc.201402277

Ciobanu M., 2007, Fundamentals, 3

10.1016/j.cattod.2017.05.091

10.1039/C4CS00448E

10.1126/science.aab1595

10.1038/srep45048

10.1038/srep09854

Bard A. J., 2001, Electrochemical methods: Fundamentals and applications.

10.1557/mrs.2011.137

10.1007/s00339-005-3397-8

10.1016/j.jpowsour.2005.03.210

10.1016/j.carbon.2008.06.027

10.1016/j.electacta.2006.03.021

10.1039/C4RA06136E

10.1038/nature13970

10.1038/s41586-018-0109-z

10.1038/natrevmats.2016.98

10.1016/j.pnsc.2008.03.002

10.1016/j.jpowsour.2010.06.084

10.1016/j.sna.2014.07.010

10.1149/1.3329652

10.1016/j.jpowsour.2010.10.098

10.1149/2.039310jes

10.1039/c0ee00074d

10.1016/j.jelechem.2016.04.004

10.1016/j.elecom.2012.10.033

10.1016/j.jpowsour.2013.05.080

10.1016/j.jpowsour.2017.02.054

10.1016/j.nanoen.2017.04.040

10.1016/j.cocis.2015.11.005

10.1016/j.ensm.2015.10.002

10.1016/j.nanoen.2012.09.008

10.1016/j.cocis.2015.10.009

10.1039/C5CS00303B

A. Burke H. Zhao Present and Future Applications of Supercapacitors in Electric and Hybrid Vehicles 2015/09//: IEEE. p. 1 – 5.

10.1002/smtd.201700230

10.1039/C7TA00932A

10.1016/j.pnsc.2015.11.012

10.1016/j.ensm.2016.10.003

10.1002/adma.201704754

10.1039/C1EE02262H

10.1126/science.aab3798

10.1021/sc5000072

10.1039/c2jm31057k

10.1002/adfm.201100058

10.1039/C2TC00235C

10.1039/c1ee01354h

10.1002/smll.201401922

10.1021/am400457x

10.1016/j.electacta.2013.06.096

10.1002/adfm.201403554

10.1021/nn101754k

10.1039/c3nr06650a

10.1016/j.electacta.2014.05.137

10.1016/j.electacta.2014.04.096

10.1016/j.carbon.2010.07.049

10.1016/j.elecom.2010.06.036

10.1149/2.023204esl

10.1016/j.carbon.2014.01.021

10.1016/j.electacta.2018.03.016

10.1016/j.electacta.2012.07.033

10.1016/j.elecom.2017.07.016

10.1126/science.aad5575

10.1002/aenm.201701189

10.1021/acsenergylett.8b00009

10.1021/acscentsci.7b00361

10.1021/nl400921p

10.1039/C5TA03742E

10.1038/nnano.2015.40

10.1038/nature13970

10.1002/adma.201100058

10.1021/nl2013828

Xu Y. X., 2014, Nat. Commun., 5

10.1021/nl061576a

10.1021/cm049649j

10.1002/adma.201605336

10.1038/s41598-017-04807-1

10.1002/adfm.201100058

10.1021/nn503814y

10.1002/adma.201402041

10.1002/adma.201204949

10.3389/fmats.2016.00016

10.1002/adfm.201301106

10.1039/C5TA09976E

10.1038/nnano.2015.340

10.1007/s100080050117

Mellor J. W., 1912, Modern inorganic chemistry.

10.1109/TRANSDUCERS.2017.7994145

N. Kumar Thangavel K. Mahankali Y. Ding L. Arava Water-in-Salt Electrolytes for High-Voltage Supercapacitors. Meeting Abstracts;2018 The Electrochemical Society;2018. p. 148 – 148.

10.1149/2.0951803jes

10.1142/S1793604717500813

X. Zang L. Lin M. Sanghadasa Nanostructured Carbide Materials Enable High Performance Pseudocapacitors in Mg-Ion Electrolytes. 48th Power Sources Conference;2018 Denver; 2018.

10.1021/jp8113094

10.1149/2.0401803jes

10.1002/pssa.200304371

10.1039/C4FD00052H

10.1002/adma.201805188

10.1063/1.1802011

10.1021/cr1002326

10.1038/nchem.121

10.1016/j.jpowsour.2017.03.005

10.1016/j.elecom.2011.09.006

10.1039/C3EE42591F

10.1021/acs.chemrev.5b00287

10.1021/acsnano.7b06364

10.1021/nl400258t

10.1002/adma.201402847

10.1038/nenergy.2016.70

10.1126/science.1212858

10.1021/jz2016507

10.1021/acs.jpcc.5b11868

Zuo W., 2017, Adv. Mater., 29

10.1039/b813846j

10.1016/j.electacta.2006.03.016

10.1021/acs.chemmater.8b02253

10.1038/nmat2448

10.1016/j.jpowsour.2006.12.048

10.1002/adma.201304137

10.1039/C8SC01848K

10.1021/jp982633u

10.1002/anie.201106307

10.1002/ange.201106307

10.1016/j.nanoen.2018.02.022

Thông tin
Thông tin xuất bản

ChemElectroChem

Tập 6 Số 4

976-988

Thông tin tác giả