Optimization of carbon nanotube ultracapacitor for cell design

电解质 超级电容器 材料科学 碳纳米管 电容 电极 电场 球形填料 纳米技术 离子键合 离子 复合材料 化学 物理 量子力学 物理化学 有机化学
作者
Antonis Orphanou,Toshishige Yamada,Cary Y. Yang
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:119 (21) 被引量:4
标识
DOI:10.1063/1.4953224
摘要

We report a methodology to optimize vertically grown carbon nanotube (CNT) ultracapacitor (CNU) geometrical features such as CNT length, electrode-to-electrode separation, and CNT packing density. The electric field and electrolyte ionic motion within the CNU are critical in determining the device performance. Using a particle-based model (PBM) based on the molecular dynamics techniques we developed and reported previously, we compute the electric field in the device, keep track of the electrolyte ionic motion in the device volume, and evaluate the CNU electrical performance as a function of the aforementioned geometrical features. We show that the PBM predicts an optimal CNT density. Electrolyte ionic trapping occurs in the high CNT density regime, which limits the electrolyte ions from forming a double layer capacitance. In this regime, the CNU capacitance does not increase with the CNT packing density as expected, but dramatically decreases. Our results compare well with existing experimental data and the PBM methodology can be applied to an ultracapacitor built from any metallic electrode materials, as well as the vertical CNTs studied here.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
张千万完成签到,获得积分10
1秒前
11发布了新的文献求助40
1秒前
西西完成签到,获得积分10
2秒前
QWE发布了新的文献求助10
2秒前
Jian发布了新的文献求助10
2秒前
笨维发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
好多鱼爱学习完成签到 ,获得积分10
2秒前
屈昭阳发布了新的文献求助10
3秒前
baobaoxiong完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
蒋若风发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
songyk完成签到,获得积分10
4秒前
zhoumin完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
高高问夏完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
jingjing完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
君尧发布了新的文献求助10
8秒前
FashionBoy应助王宽宽宽采纳,获得10
8秒前
8秒前
科研通AI6应助王志新采纳,获得10
8秒前
9秒前
魏家乐完成签到,获得积分10
9秒前
wyuwqhjp发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
酷酷怀曼完成签到,获得积分10
10秒前
华仔应助QWE采纳,获得10
10秒前
li发布了新的文献求助10
10秒前
hezhuyou发布了新的文献求助10
10秒前
江山完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5608504
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4693127
关于积分的说明 14876947
捐赠科研通 4717761
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2544250
邀请新用户注册赠送积分活动 1509316
关于科研通互助平台的介绍 1472836