• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  •  science >> Ciencia >  >> Química
    Los condensadores híbridos de iones de zinc con aniones ideales en el electrolito muestran un rendimiento extralargo

    Crédito:Wiley

    Los condensadores híbridos de iones de metal combinan las propiedades de los condensadores y las baterías. Un electrodo utiliza el mecanismo capacitivo, el otro, los procesos redox de tipo batería. Los científicos ahora han examinado el papel de los aniones en el electrolito. Los resultados, que han sido publicados en la revista Angewandte Chemie , revelan la importancia de los aniones sulfato. Los electrolitos a base de sulfato dieron a los condensadores híbridos de iones de zinc un rendimiento excepcional y una operatividad extralarga.

    Los condensadores pueden absorber y liberar una enorme cantidad de carga en poco tiempo, mientras que las baterías pueden almacenar mucha energía en un volumen pequeño. Para combinar ambas propiedades, los científicos están investigando células electroquímicas híbridas, que contienen electrodos de tipo condensador y batería. Entre estas células, Los investigadores han identificado a los condensadores híbridos de iones metálicos como dispositivos especialmente prometedores. Aquí, el electrodo positivo incluye propiedades pseudocapacitivas, lo que significa que también puede almacenar energía a la manera de una batería, por intercalación de los iones metálicos, mientras que el electrodo negativo está hecho de un metal activo redox.

    Sin embargo, su electrolito se ha descuidado durante mucho tiempo, dice Chunyi Zhi, quien está investigando materiales de batería junto con su equipo en la City University of Hong Kong. Los investigadores creen que el tipo de anión electrolítico afecta el rendimiento del dispositivo. "Prestar más atención a la introducción de aniones apropiados puede mejorar efectivamente la potencia y la densidad de energía de un condensador, " ellos dicen.

    Los investigadores centraron su atención en los condensadores de iones de zinc. Este tipo de celda consta de un ánodo de zinc metálico y un cátodo de nanofibras de nitruro de titanio. Las nanofibras son robustas, y su superficie porosa permite que el electrolito se infiltre. Los científicos sostienen que los aniones electrolitos, cuando se fija a la superficie de nitruro de titanio, hacer que el material sea más conductor. Es más, los aniones adsorbidos pueden contribuir directamente al proceso de carga. La carga del condensador híbrido implica la extracción de los iones de zinc intercalados.

    Zhi y sus colegas compararon los efectos de tres aniones electrolíticos:sulfato, acetato, y cloruro. Observaron tanto su unión a la superficie del electrodo como el rendimiento de las celdas electroquímicas. Fue un resultado claro.

    Los científicos informaron que los aniones sulfato se destacaron entre los tres aniones. Observaron que las celdas basadas en un electrolito de sulfato de zinc funcionaban mejor, y los sulfatos se unieron más fuerte a la superficie del nitruro de titanio que los otros aniones. Es más, Los electrodos tratados con sulfato mostraron la autodescarga más baja. Los autores atribuyeron los hallazgos a los efectos electrónicos del sulfato. Su naturaleza de extracción de electrones proporciona una unión firme a los átomos de la superficie y evita que el electrodo se descargue automáticamente. concluyeron los autores.

    Para un condensador híbrido de iones de zinc a base de sulfato de zinc, los científicos informaron un funcionamiento de alto rendimiento durante más de nueve meses. Es más, estos dispositivos son flexibles, que es especialmente útil para dispositivos electrónicos portátiles. Los científicos probaron el dispositivo en un reloj electrónico y encontraron un rendimiento excelente.


    © Ciencia https://es.scienceaq.com