【摘 要】
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碳基超级电容器电化学储能性能取决于其电极/电解质界面形成的双电层.本文使用分子动力学方法,选用石墨烯和氧化石墨烯碳基纳米材料,氯化钠溶液作为电解质,开展了电极/电解质溶液的界面结构模拟,对双电层界面的离子的动力学特性(扩散率、电导率等)、结构特性(电解质密度分布、电荷分布等)和电化学特性(比电容等)进行探究.计算结果表明,在石墨烯材料和氧化石墨烯电极界面,溶液分子受到极板分子间作用和静电库伦作用,
【机 构】
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武汉市洪山区珞瑜路1037号 华中科技大学 430074
【出 处】
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第十二届国际凝聚态理论与计算材料学会议(The 12th International Conference on Con
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碳基超级电容器电化学储能性能取决于其电极/电解质界面形成的双电层.本文使用分子动力学方法,选用石墨烯和氧化石墨烯碳基纳米材料,氯化钠溶液作为电解质,开展了电极/电解质溶液的界面结构模拟,对双电层界面的离子的动力学特性(扩散率、电导率等)、结构特性(电解质密度分布、电荷分布等)和电化学特性(比电容等)进行探究.计算结果表明,在石墨烯材料和氧化石墨烯电极界面,溶液分子受到极板分子间作用和静电库伦作用,会出现明显的分层现象,延续到距极板1.5 nm远处左右,表现出稳定的双电层特性.氧化石墨烯表面由于氧化基团(-oh、-o-)的存在会增强界面的分层现象.界面双电层结构的变化直接影响双电层间电势的分布,改变界面的零电荷电势.零电荷电势随着石墨烯表面含氧基团的个数增加逐渐递减从0.38V(石墨烯),减小到0.116V(34个-0-)、-0.567V(68个-o-),氧化石墨烯正极的双电层比电容与石墨烯相比有明显的下降从~10.OuF/cm2下降到~5.OuF/cm2,而负极的双电层比电容相差不大.
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