限域调控的水产生高密度电能电化学双电层电容
化学物理
2026-03-26 v3 软凝聚态物质
摘要
可再生能源领域在整个器件生命周期中迫切需求低成本且环境友好的储能方案。然而，标准水基电化学体系的有限性能阻碍了其在特定应用中的使用。同时，近期基础研究揭示了碳基纳米材料固液界面附近水的介电反常现象。与体相水性质不同，纳米限域下且存在电场时水的这些反常现象尚未被理解并利用。在此，我们通过实验研究界面水层在电化学双电层电容中产生并存储电荷的能力。我们展示了一种“纯水”膜电极组件的雏形。该雏形展现出可与现有电池和超级电容器竞争的特性，且无需使用电解质作为离子载体。该结果为开发高能量密度电化学双电层电容器提供了动力，并为生态友好型电池、燃料电池及纳流体器件开辟了其他途径。
引用
@article{arxiv.2204.10127,
title = {Confinement-controlled Water Engenders High Energy Density Electrochemical-double-layer Capacitance},
author = {Svetlana Melnik and Alexander Ryzhov and Alexei Kiselev and Aleksandra Radenovic and Tanja Weil and Keith J. Stevenson and Vasily G. Artemov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.10127},
year = {2026}
}
备注
21 pages, 3 figures. The supplementary information includes Samples preparation and treatment, Measurement methods, Figures S1 to S10, and Table S1