SCOPUS
SCIE
Competition between ionic adsorption and desorption on electrochemical double layer capacitor electrodes in acetonitrile solutions at different currents and temperatures
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발행연도
2017
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-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
8-15(8쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>The operation of electrochemical double layer capacitors at high currents and viscosities and at low temperatures is difficult. Under these conditions, ion transport is limited, and some of the electrode area is unavailable for adsorption, which results in a low capacitance. Increasing the temperature helps to increase the ionic movement, leading to enhanced adsorption and increased capacitance. In contrast, ion desorption (self-discharge) surpasses the capacitance improvement when ions gain a high amount of energy with increasing temperature. For example, temperatures as high as 70 °C cause a very high rate of ionic desorption in acetonitrile solutions in which the individual properties of the two electrolytes—tetraethylammonium tetrafluoroborate (TEA BF<SUB>4</SUB>) and ethylmethylimidazolium tetrafluoroborate (EMI BF<SUB>4</SUB>)—are not distinguishable. The capacitance improvement and self-discharge are balanced, resulting in a capacitance peak at mid-range temperatures, i.e., 35–45 °C, in the more viscous electrolyte, i.e., TEA BF<SUB>4</SUB>. The less viscous electrolyte, i.e., EMI BF<SUB>4</SUB> has a wider capacitance peak from 25 to 45 °C and higher capacitance than that of TEA BF<SUB>4</SUB>. Because the maximum power is obtained in the mid-temperature range (35–45 °C), it is necessary to control the viscosity and temperature to obtain the maximum power in a given device.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> High-current operation leaves unoccupied sites on the electrode for ionic adsorption. </LI> <LI> Increasing the temperature stimulates ions to occupy the empty sites. </LI> <LI> Excessively high temperatures increase the desorption rate. </LI> <LI> The balance between adsorption and desorption peaks at mid-range temperatures. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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