El principio del supercondensador de grafeno

Supercondensador de grafeno es el término general para los supercondensadores basados ​​en materiales de grafeno. Debido a la estructura bidimensional única del grafeno y sus excelentes propiedades físicas inherentes, como una conductividad eléctrica inusualmente alta y una gran superficie, los materiales a base de grafeno tienen un gran potencial de aplicación en supercondensadores. En comparación con los materiales de electrodos tradicionales, los materiales a base de grafeno exhiben algunas características y mecanismos novedosos en los procesos de almacenamiento y liberación de energía.

Clasificación

Según los diferentes mecanismos de almacenamiento de energía, los supercondensadores se pueden dividir en tres categorías principales: 1) Condensadores electroquímicos de doble capa (condensadores eléctricos de doble capa), que utilizan yin y yang adsorbidos. Almacenamiento de energía iónica; 2) pseudocondensadores, que almacenan energía mediante reacciones redox superficiales rápidas; 3) supercondensadores asimétricos;

Principio

Principio del supercondensador eléctrico de doble capa

También conocido como supercondensador no faradaico. Su rendimiento resulta de la llamada capacitancia eléctrica de doble capa, donde la carga acumulada por la capacitancia de un dispositivo capacitor eléctrico de doble capa se almacena en la doble capa eléctrica formada como interfaz entre el electrodo de alta superficie y el electrolito. Varios factores clave para los materiales de condensadores eléctricos de doble capa son: área de superficie específica (SSA), conductividad y tamaño y distribución de poros. El grafeno proporciona una buena alternativa a los antiguos materiales de electrodos para condensadores eléctricos de doble capa. En comparación con los materiales de carbono porosos tradicionales, el grafeno tiene una conductividad eléctrica muy alta, una gran superficie y una gran cantidad de estructuras entrecapas. Por tanto, los materiales basados ​​en grafeno son muy beneficiosos para su aplicación en condensadores eléctricos de doble capa.

Principio del supercondensador

El supercondensador pseudocondensador, también conocido como supercondensador de Faraday, almacena energía a través del proceso de Faraday, que involucra reacciones redox rápidas y reversibles entre el electrolito y la superficie del electrodo entre materiales electroactivos. Los materiales electroactivos más estudiados incluyen tres tipos: a) óxidos o hidróxidos de metales de transición, como óxido de rutenio, óxido de manganeso e hidróxido de níquel; b) polímeros conductores, c) materiales que tienen grupos funcionales superficiales que contienen oxígeno y nitrógeno. La pseudocapacitancia puede lograr una pseudocapacitancia mayor que la capacitancia eléctrica de doble capa. El grafeno se considera el material portador más adecuado para preparar componentes activos de electrodos cuasicondensadores.