КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АКТИВНЫХ СЛОЕВ ДВОЙНОСЛОЙНОГО СУПЕРКОНДЕНСАТОРА: ГАЛЬВАНОСТАТИКА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ, РАСЧЕТ ГАБАРИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЖУРНАЛ:


ЭЛЕКТРОХИМИЯ
Издательство: Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Российской академии наук "Издательство "Наука" (Москва)
ISSN: 0424-8570

АННОТАЦИЯ:

Проведено компьютерное моделирование структуры и способов функционирования бипористых активных слоев (активированный углерод) двойнослойного конденсатора (ДСК). Изучен процесс заряда ДСК в гальваностатическом режиме, проведены расчеты основных габаритных характеристик ДСК – времени заряжения, удельных емкости, запасенной энергии и мощности. В целом исследовались ДСК с водным электролитом различных типов: вариант 1 – активный слой с “идеальной” структурой, вариант 2 – активныей слой с монопористой структурой, вариант 3 – бипористый активный слой. Проведение компьютерного моделирования бипористых активных слоев ДСК означало выполнение полной программы исследований: формулирование модели структуры активного слоя, перколяционные оценки и расчет эффективных ионных проводимостей как высокопористых зерен углерода, так и всего активного слоя. При расчете габаритных характеристик активных слоев ДСК проводился анализ того, как главные параметры – плотность тока заряда и толщина активного слоя – влияют на процессы заряжения, определяют величину габаритных характеристик. Сформулирована центральная проблема расчета ДСК с реальной, не монопористой структурой. В активных слоях, в которых обычно имеются три типа пор (микро-, мезо- и макропоры) при гальваностатическом режиме заряжения ДСК в первую очередь поляризуются широкие поры. При этом достигается предельно допустимый потенциал, процесс гальваностатического заряжения приходится останавливать и переходить к потенциостатическому заряжению. В результате, большое число микропор может остаться неполяризованными. Поэтому возникает насущная необходимость вести теоретические поиски средств, позволяющих проводить полноценный процесс адсорбции ионов в микропорах и получать высокие значения удельной емкости ДСК.