9142891005

i grawimetryczna pojemność dla materiału węglowego CDC była wyższa odpowiednio o 50% i 80% w porównaniu do konwencjonalnego węgla aktywnego [39, 40, 41]. Rozmiary sol watowanych jonów w roztworze Et4NBF₄ w acetonitrylu wynosiły odpowiednio 1,3 i 1,16 nm dla kationu i anionu [61]. Zaproponowano, że częściowe lub całkowite usunięcie powłoki solwatacyjnej pozwala jonom wnikać w mikropory. W efekcie, zmiana pojemności jest funkcją liniową 1/b, gdzie b jest promieniem porów, co potwierdza, że odległość pomiędzy jonami i powierzchnią węgla jest krótsza dla mniejszych porów. Zależność ta została przedstawiona w publikacji [62] jak i została potwierdzona w innych badaniach oraz analizie danych literaturowych [26, 63].

Z fundamentalnego punktu widzenia istnieje wyraźny brak zrozumienia ładowania podwójnej warstwy umieszczonej w zamkniętej przestrzeni mikroporów, gdzie nie ma miejsca na tworzenie warstwy Helmholtza i warstwy dyfuzyjnej jaka z założenia występuje na granicy międzyfazowej elektroda-elektrolit. Próbę rozwiązania tego problemu podjęto w publikacji [64], gdzie zbadano pojemność podwójnej warstwy elektrycznej dla 1,5 M roztworu Et₄NBF₄ w acetonitrylu. Podwójna warstwa tworzona przez aniony na elektrodzie dodatniej i kationy na elektrodzie ujemnej ma maksima przy różnej wielkości porów [64], Maksimum pojemności jest przesunięte w kierunku mniejszych porów dla mniejszych anionów. Takiego zachowania nie można wyjaśnić wyłącznie czynnikami elektrostatycznymi, ponieważ wszystkie pory w tym badaniu były tej samej wielkości lub mniejsze od pojedynczego jonu z pojedynczą cząsteczką rozpuszczalnika zaasacjowaną na jonie. W ten sposób potwierdzono, że cząsteczki tworzące powłokę solwatacyjną muszą być co najmniej częściowo usunięte z jonów elektrolitu, aby wniknąć w pory węgla. Wyniki te wskazują na mechanizm magazynowania ładunku podczas którego dochodzi do częściowego lub całkowitego usunięcia powłoki solwatacyjnej z jonów i zwiększenia odosobnienia jonów, co prowadzi do zwiększenia pojemności. Teoretyczna analiza opublikowana przez Huang'a proponuje podział zachowania pojemności na dwa rodzaje w zależności od wielkości porów: dla węgli mezoporowatych (pory większe niż 2 nm) tradycyjny model opisujący ładunek podwójnej warstwy elektrycznej [63]:

C £_r£₀

(2)

gdzie b jest promieniem porów a d jest odległością jonu od powierzchni węgla oraz dla węgla mikroporowatego (mikropory < 1 nm) gdzie przyjęto, że jony wchodzą do cylindrycznych

18