Elektrochemický superkondenzátor

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 8. dubna 2020; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Elektrochemické superkondenzátory ( anglicky  electrochemical supercapacitors ) je typ superkondenzátorů , u kterých dochází k zachování energie za účasti reverzibilních redoxních elektrochemických procesů (Faradayových procesů) v povrchové vrstvě materiálu elektrody.

Obecné informace

V elektrochemických superkondenzátorech dochází při nabití k redoxním elektrochemickým reakcím v tenkých adsorpčních mono- a polymolekulárních filmech na rozhraní elektroda  - elektrolyt . Při vybíjení jdou tyto stejné reakce opačným směrem. V elektrochemických superkondenzátorech se tedy energie ukládá ve formě vnitřní energie povrchových sloučenin na rozhraní elektroda-elektrolyt. Charakteristiky takových zařízení pro ukládání energie do značné míry závisí na vlastnostech elektrod v nich použitých a jejich konstrukci. Hlavní rozdíl mezi elektrochemickými superkondenzátory a bateriemi spočívá v tom, že elektrochemické procesy probíhají výhradně na povrchu elektrody, což vede k vyšší rychlosti elektrochemických procesů díky absenci difúzních překážek.

Charakteristické rysy

Ve srovnání s tradičními superkondenzátory (ionistory) je nejzávažnějším nedostatkem elektrochemických kondenzátorů nižší odolnost elektrodových materiálů vůči chemické a elektrochemické degradaci. To vede ke snížení maximálního počtu nabíjecích-vybíjecích cyklů na několik tisíc nebo desetitisíce v závislosti na typu použitého materiálu elektrody.

Hlavní výhodou elektrochemických kondenzátorů ve srovnání s analogovými je jejich potenciálně vyšší elektrická kapacita při srovnatelném výkonu. Měrná elektrická kapacita nejmodernějších elektrod používaných v ionistorech obvykle nepřesahuje 300–400 F/g, zatímco u moderních elektrod na bázi oxidů a hydroxidů ruthenia není kapacita 600–700 F/g limitní. Dalšími známými elektrodovými materiály pro elektrochemické superkondenzátory jsou nanokrystalické oxidy a hydroxidy niklu a manganu .

Moderní elektrochemické kondenzátory mají často asymetrický design, ve kterém je energie uložena na jedné elektrodě v elektrické dvojvrstvě a na druhé - v důsledku toku Faradayových procesů. Využívají se tedy pozitivní stránky superkondenzátorů a elektrochemických superkondenzátorů. Elektrochemické kondenzátory tohoto typu se v současnosti jeví jako nejslibnější pro další zlepšení.

Viz také

Odkazy