9142891007

porów i tworzą w ten sposób "drut elektryczny w cylindrze" tj. nowy model kondensatora. Pojemność jego została obliczona z następującego równania [63]:

(3)

gdzie a₀ jest efektywną wielkością jonu (po desolwatacji). Model ten dobrze opisuje znormalizowaną zmianę pojemności w funkcji wielkości porów. Obliczenia wykorzystujące teorię funkcjonalnej gęstości dają stałe wartości dla wielkości a₀, dla niesolwatowanych jonów NEt4⁺ i BF,*' [63]. To sugeruje, iż usunięcie warstwy solwatacyjnej jest warunkiem koniecznym do wniknięcia jonów w mikropory. Ponadto, promień jonowy a₀ jest zbliżony do promienia pojedynczych jonów, co pozwala sądzić, że jony są całkowicie desolwatowane. Badania przeprowadzone z użyciem węgla aktywnego CDC i elektrolitu pozbawionego rozpuszczalnika (ciecz jonowa) składającego się z jonów EMIm⁺ (kation l-etylo-3-metyloimidazoliowy), TFSI’ (anion bis(trifluorometylosulfonylo)imidowy) w temperaturze 60°C potwierdzają tę teorię. Oba jony mają maksymalną wielkość równą ok. 0,7 nm, a maksimum pojemności kondensator elektrochemiczny osiąga dla wielkości porów 0,7 nm. Potwierdza to, że pojedyncze jony w porach odpowiedzialne są za powstawanie maksymalnej pojemności.

Wyeliminowanie makro i mezoporów i dopasowanie wielkości porów do wielkości jonów mogą być praktycznymi wskazówkami do opracowania materiałów o zwiększonej pojemności [46, 65]. Skutki oddziaływania wielu parametrów, takich jak wiązania węgla (sp, sp² lub sp³), kształt porów, defekty lub atomy zaadsorbowane na powierzchni są trudne doświadczalnie do określenia. Z tego powodu narzędzia obliczeniowe i symulacje atomistyczne są wymagane do zrozumienia mechanizmu przechowywania ładunku w subnanometrycznych porach. Mogą one również ułatwić projektowanie nowej generacji wysokopojemności owych materiałów i układów materiał-elektrolit [66].

Modyfikacja teorii podwójnej warstwy elektrycznej w elektrochemii, biorąc pod uwagę zjawisko solwatacji i skutki desolwatacji, może doprowadzić do lepszego zrozumienia przechowywania ładunku, jak również transportu jonów w kondensatorach elektrochemicznych.

19