過屏蔽效應驅動的離子吸附與脫附調控

2025-01-20 16:20:09 sh默尼 10

闡明充電機制對于開發高性能超級電容器至關重要。然而，不同充電速率下充電機制的變化仍是一個挑戰。

華中科技大學的馮光等研究者結合電化學石英晶體微天平技術與恒電位分子動力學模擬，探討了離子液體中導電金屬有機框架(c-MOF)電極的充電機制。實驗與模擬結果均表明，離子吸附與脫附模式會隨著充電速率的變化發生轉變：在低充電速率下，陰離子主導吸附過程，而在高充電速率下，離子交換機制占主導地位，顯著降低了陰離子對電容的貢獻。孔內離子的動態結構表明，這種轉變源于過屏蔽效應強度的變化，導致c-MOF孔隙內中心區域與表面區域的離子響應差異。該研究為優化超級電容器設計，特別是在高充電速率下的性能提升，提供了理論基礎。