ТАСС, 17 октября. Исследователи из России создали детальную компьютерную модель, описывающую поведение ионных жидкостей внутри нанопор суперконденсаторов, и впервые использовали ее для оценки подвижности положительно и отрицательно заряженных частиц. Полученные учеными данные помогут создать более эффективные системы запасания энергии, сообщила во вторник пресс-служба НИУ ВШЭ.

       "Экспериментально у нас нет возможности измерить коэффициент диффузии ионной жидкости внутри нанопор. Но с помощью моделирования динамики молекул и даже атомов, взаимодействующих друг с другом, мы смогли "подглядеть", что происходит внутри вещества, - пояснил профессор Московского института электроники и математики НИУ ВШЭ Юрий Будков, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

       Суперконденсаторы представляют собой электрические устройства, способные запасать большое количество энергии. Как правило, они состоят из двух электродов и тонкого слоя электролита между ними, ионы внутри которого реагируют на появление напряжения на полюсах суперконденсатора и вступают в реакции с его электродами.

       Профессор Будков и его коллеги много лет работают над изучением свойств суперконденсаторов и улучшением их характеристик. В частности, два года назад российские исследователи и их зарубежные коллеги обнаружили, что качество этих систем запасания энергия можно значительно улучшить, если учесть при их проектировании особенности электрохимических свойств катионов - положительно заряженных ионов.

       В новой работе ученые проанализировали, как на свойства суперконденсаторов влияют взаимодействия между порами на поверхности их электродов, а также катионами и анионами, отрицательно заряженными ионами, которые используются в качестве переносчиков зарядов в этих системах. Для получения подобных сведений исследователи создали компьютерную модель, которая детально описывает эти взаимодействия.

       ？？？？？Улучшение свойств суперконденсаторов

       Расчеты при помощи этой модели раскрыли серьезные различия в том, как структура анионов и катионов влияла на их подвижность и электрохимические свойства суперконденсатора в целом. Так, увеличение размера аниона приводило к росту его подвижности, тогда как катионы становились менее мобильными с увеличением длины молекул в них, что негативно сказывалось на свойствах суперконденсатора.

       При этом расчеты показали, что катионы в целом лучше переносят заряд, даже когда обладают меньшей подвижностью, чем анионы. Это, по словам исследователей, необходимо учитывать при проектировании новых типов суперконденсаторов на базе ионных жидкостей и других электролитов со схожими свойствами.

       В ближайшее время, как отметили исследователи, они также планируют изучить, как на свойства суперконденсаторов влияют различные примеси, присутствующие в ионных жидкостях, а также их вязкость и другие физические свойства. Эти расчеты помогут дополнительно ускорить разработку новых систем запасания энергии, подытожили ученые.