基于活性碳并含金胶体的超级电容器：将胶体置于电解质/电极界面的案例
化学物理
2022-09-23 v3
摘要
超级电容器（S-C）是短期储能元件，具有诸多应用，例如电子充电设备以及接入可持续能源的电网中功率波动的抑制器。当在普通电容器的电介质中分散金属胶体时，其电容会增加。针对 S-C 的类似策略意味着将纳米尺度金属胶体（在我们的案例中为金纳米颗粒，或 AuNPs）部署在电解质与多孔电极（此处为石墨箔集流体上的活性碳薄膜）之间极窄的界面处。这是通过使包覆 AuNPs 的配体带负电来实现的。我们展示了向浆料中微量添加功能化 AuNPs 所带来的非常大的比电容增加。例如，在 20 mV/s 扫描速率下的 C-V 数据表明，当将 30 微克 AuNPs 与 200 毫克活性碳混合，并使用 1 M Na2SO4 电解质和 5% 乙酸丁酸纤维素作为粘结剂时，比电容放大了 10 倍。我们论证了 AuNPs 对电极表面的粘附是牢固的：在将电解质从 1 M Na2SO4 更换为 1 M KOH 并保留同一组电极的情况下，增强的电容因子相较于 1 M Na2SO4 电解质有所下降，但在相同 20 mV/s 扫描速率下的 C-V 迹线测定中仍保持较大，约为 3。
引用
@article{arxiv.2203.07496,
title = {Active-carbon based supercapacitors with Au colloids: the case for placing the colloids at the electrolyte/electrode interface},
author = {H. Grebel and Shupei Yu and Yuanwei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.07496},
year = {2022}
}
备注
19 pages; 16 figures