Effects of Solvent Concentration on the Performance of Ionic-Liquid/Carbon Supercapacitors

电解质 材料科学 电容 超级电容器 石墨烯 离子液体 稀释 溶剂化 碳纤维 溶剂 电化学 电极 离子 化学物理 分子动力学 化学工程 分析化学(期刊) 无机化学 纳米技术 热力学 复合材料 化学 物理化学 有机化学 计算化学 复合数 物理 工程类 催化作用
作者
Yu Zhang,Peter T. Cummings
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:11 (45): 42680-42689 被引量:28
标识
DOI:10.1021/acsami.9b09939
摘要

We use molecular dynamics simulations to investigate the effects of solvent concentration on the bulk properties of an ion liquid electrolyte and the electrochemical performance on carbon-based electrodes, including pristine graphene, oxidized graphene, graphene armchair edge, graphene zigzag edge, onion-like carbon, and slit-pore carbon. We find that diluting the electrolyte reduces the number of ion pairs in the bulk and improves ion dynamics. The capacitance of the two-edge electrodes decreases monotonically as the solvent concentration increases, while the capacitance of other nonedge electrodes exhibits nonmonotonic behavior and a capacitance maximum is observed. Further analyses on the electric double layer reveals two competing factors: solvation reduces the charge overscreening effect, but it also causes the dilution of absorbed ion concentration. While the former increases the capacitance in the low dilution regime, the latter decreases the capacitance in the high dilution regime. In addition, the dilution also significantly improves the ion dynamics at the interface. Our simulation results demonstrate that diluting an ionic liquid electrolyte could potentially boost the power density while maintaining or even slightly increasing the energy density with a careful selection of solvent concentrations on a nonedge carbon electrode.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
JIU夭发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
1秒前
研友_VZG7GZ应助oldyang采纳,获得10
2秒前
斯文败类应助tangping采纳,获得10
3秒前
3秒前
酷波er应助马铃鼠采纳,获得10
4秒前
娇气的友易完成签到,获得积分10
4秒前
Antalya发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
8秒前
梨llll发布了新的文献求助10
8秒前
寻道图强应助sukasuka采纳,获得30
9秒前
Hello应助生动的平萱采纳,获得10
9秒前
可爱的函函应助JIU夭采纳,获得10
11秒前
11秒前
兴奋芷发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
江汛发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
sandao发布了新的文献求助30
14秒前
14秒前
14秒前
111111完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
oldyang发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
梨llll完成签到,获得积分10
18秒前
liu发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
别拿暗恋当饭吃完成签到,获得积分10
19秒前
大锤发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
南瓜完成签到,获得积分10
21秒前
任奋斗完成签到,获得积分10
22秒前
奋斗水蓉发布了新的文献求助10
22秒前
白华苍松发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
Evolution 10000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Distribution Dependent Stochastic Differential Equations 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3158072
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2809436
关于积分的说明 7881999
捐赠科研通 2467898
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1313783
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630538
版权声明 601943