алом зважаючи на свою невисоку вартість став активоване вуглець (АУ), що забезпечує ємність в 100 - 120 Ф / г в органічних і 150 - 300 Ф / г у водних електролітах. Однак водні електроліти не знаходять широкого застосування через низької напруги на такому елементі, оскільки вікно напруги електроліту обмежено розкладанням води.
Рис. 1.1 Схема пристрою суперконденсатора. Aluminium Foil - алюмінієва фольга, Carbon Coating - вугільні електроди, Separator - діелектрична мембрана, Electrolite - Електроліт.
На малюнку 1.1 показана схема пристрою суперконденсатора. Він складається з двох невзаємодіючих обкладок з пористого матеріалу, занурених у електроліт. Сепаратор з діелектрика запобігає зустрічний рух електронів з різним потенціалом, що призводить до виникнення між обкладинками електричного поля. Іоністор накопичує енергію за допомогою електростатичних зарядів на протилежних поверхнях подвійного електричного шару, який формуються на межі електрод / електроліт.
1.4 Гібридні суперконденсатори
Особливе місце серед електрохімічних конденсаторів займають гібридні системи. У системах даного типу використовується позитивний електрод від псевдоконденсатора і негативний електрод від ДЕС-СК. Таким чином, стало можливим знизити негативний ефект від головних мінусів обох систем: недостатньою стабільності при циклировании у псевдоконденсаторов і меншої ємності ДЕС-СК [3, 6].
Однією з «класичних» систем для гібридних СК стала наступна: катод з найбільш часто використовуваного в псевдоконденсаторах матеріалу - MnO 2, анод - з самого поширеного в ДЕС-СК активованого вуглецю. Так за даними [6] гібридний СК зібраний на основі такої системи показав питому ємність більше 100 Ф / г і хорошу стабільність при циклировании. Втрата ємності склала 20% після 60 000 циклів в режимі 0 - 2 В при використанні очищеного від кисню K 2 SO 4 в якості електроліту.
1.5 Механізм ємності подвійного електричного шару
Іоністри (суперконденсатори) - це електрохімічні конденсатори, накопичують заряд електростатично за рахунок оборотної адсорбції іонів електроліту на активних матеріалах, стабільних в електрохімічному відношенні і володіють високою доступною питомою поверхнею. Поділ зарядів відбувається при поляризації на межі розділу електрод-електроліт і в результаті виникає те, що Гельмгольц в 1853 році описав як ємність подвійного шару С:
де? r - діелектрична постійна електроліту,? про - діелектрична постійна вакууму, d - ефективна товщина подвійного шару (разнесенность зарядів / відстань, на яку вони розділені) і А - площа поверхні електрода.
Ця модель ємності була згодом удосконалена Gouy і Chapman, Stern і Geary. Ці автори припустили, що в електроліті присутній дифузний шар, сформований за рахунок акумуляції іонів біля поверхні електрода. Ємність подвійного шару становить від 5 до 20 мкФ см - 2 залежно від використовуваного електроліту. Питома ємність, одержувана при використанні лужних або кислотних електролітів на водній основі, зазвичай вище, ніж при використанні органічних електролітів, але органічні електроліти знайшли більш широке застосування завдяки своїй здатності витримувати високий робочий напруга (2.5 - 3 В в симетричних системах). ...
