W zależności od ilości danych do przetworzenia generowanie pliku może się wydłużyć.

Jeśli generowanie trwa zbyt długo można ograniczyć dane np. zmniejszając zakres lat.

Artykuł

Pobierz BibTeX

Tytuł

The NaClO4-water eutectic electrolyte for environmentally friendly electrical double-layer capacitors operating at low temperature

Autorzy

[ 1 ] Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ SzD ] doktorant ze Szkoły Doktorskiej | [ P ] pracownik

Dyscyplina naukowa (Ustawa 2.0)

[7.6] Nauki chemiczne

Rok publikacji

2024

Opublikowano w

Energy Storage Materials

Rocznik: 2024 | Tom: vol. 69

Typ artykułu

artykuł naukowy

Język publikacji

angielski

Słowa kluczowe
EN
  • Eutectic electrolyte
  • Water-in-salt electrolyte
  • Ionic conductivity
  • Electrochemical stability window
  • EDL capacitors
  • Low temperature operation
Streszczenie

EN Herein, owing to its remarkable ionic conductivity, the 8.84 mol kg−1 NaClO4 water-in-salt (WIS) eutectic electrolyte is suggested for the low temperature operation of electrical double-layer capacitors down to -35 °C. Molecular dynamic simulations reveal that the local structure of the solution remains relatively stable from RT to -35 °C, with distinct channel-like domains formed by hydrogen-bonded water molecules, which facilitate the ionic diffusion within the bulk of the electrolyte. Interestingly, on activated carbon (AC) electrodes, the electrolyte demonstrates an electrochemical stability window (ESW) increasing from 1.8 V to 2.1 V as temperature decreases from 25 °C to -35 °C. The high ESW of this electrolyte is due to i) pH close to neutrality enabling high overpotential of water reduction on porous AC electrodes; ii) WIS characteristics with a reduced amount of free water in the Stern layer under positive polarization of AC; iii) higher oxidation potential at low temperature ascribed to the enhanced immobilization of the ClO4− anions in the Stern layer as well as reduced diffusion of water molecules in the AC electrode porosity. The electrochemical investigations on laminate AC//AC cells in the NaClO4-water electrolyte demonstrate low values of their resistive components down to -30 °C, while the devices can operate with rated voltage of 2.0 V and 1.7 V at -30 °C and RT, respectively. At -30 °C and under discharge power as high as 10 kW kg−1, the AC//AC capacitor in the NaClO4-water electrolyte outperforms the specific output energy of a traditional AC//AC cell in the 1 M TEABF4/ACN electrolyte. Hence, for sub-ambient temperatures, the presented environmentally friendly EDLC holds promise to compete with traditional devices implementing an organic electrolyte.

Data udostępnienia online

11.04.2024

Strony (od-do)

103387-1 - 103387-14

DOI

10.1016/j.ensm.2024.103387

URL

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829724002149?via%3Dihub#keys0001

Uwagi

Article number: 103387

Punktacja Ministerstwa / czasopismo

200

Impact Factor

20,4 [Lista 2022]

Ta strona używa plików Cookies, w celu zapamiętania uwierzytelnionej sesji użytkownika. Aby dowiedzieć się więcej przeczytaj o plikach Cookies i Polityce Prywatności.