Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

Poriegrootte Reduction Verhoogt de energie opgeslagen in Super Condensatoren

Published on June 21, 2011 at 3:10 AM

Door Cameron Chai

Yury Gogotsi van de Drexel University met zijn collega's voelden de noodzaak van het bestuderen van een mogelijke supercondensator materiaal op atomair niveau om bepaalde experimentele resultaten te analyseren. Een onderzoeksteam onder leiding van Oak Ridge National Laboratory's (ORNL) computationele natuurkundige Vincent Meunier en computational chemici Jingsong Huang en Bobby Sumpter kon de analyse op het atomaire niveau.

Computermodellen van koolstof supercondensatoren met de effecten van de oppervlakte kromming inbegrepen.

Gogotsi's team ontdekte dat het mogelijk is om de energie die aanwezig is in een carbon supercondensator aanzienlijk te vergroten door het verminderen van de grootte van de poriën in het materiaal tot bijna een onmogelijke maat. De grootte van de poriën was erg klein in vergelijking met de grootte van de solvent-overdekte elektrische lading-dragers die idealiter zou moeten passen binnen hen.

Geaccumuleerde was de energie in de vorm van ionen omsloten door schelpen van oplosmiddel moleculen en vulde op oppervlakken van de nanoporeuze carbon's. De onderzoekers konden de grootte van de poriën in koolstof tot ongeveer 0,7 tot 2,7 nm. Zij vonden dat het materiaal opgeslagen energie opvallend toegenomen als de poriën bereikt een grootte van minder dan een nanometer, ondanks het feit dat de ionen in solvatatie schelpen niet kon zichzelf te ontvangen in zulke kleine ruimtes.

Sumpter en zijn team gebruikte ORNL's Jaguar en Eugene supercomputers, om de interactie tussen het oppervlak en de koolstof-ion op nanoschaal niveau te observeren. Ze gebruikt een computationele aanpak genaamd density functional theory aan te tonen dat Gogotsi fenomeen was heel veel mogelijk. In feite, zij opgemerkt dat de ion komt uit zijn schelp solvatatie met gemak en herbergt in de nanoschaal porie. Met behulp van elektronische structuur berekeningen, ze zijn afgeleid van een model om de capaciteit inschatten van verschillende soorten poriegroottes en gebogen vormen. De berekeningen bleek dat de charge-ionen die krijgen opgeslagen niet alleen door de opvang in de poriën, maar ook hechten zich aan terpen van het materiaal. De ORNL team samengewerkt met onderzoekers aan de Rice University een functionele supercondensator met atoom dik vel van koolstof te construeren.

Bron: http://www.ornl.gov/

Last Update: 7. October 2011 03:43

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit