ابرخازن‌‌های الکتروشیمیایی انرژی را در میدان الکتریکی تشکیل شده در دو لایه الکتروشیمیایی در مرز الکترود-الکترولیت ذخیره می‌کنند. استفاده از الکترودهای با سطح تماس بالا در ابرخازن، منجر به افزایش بسیار زیاد ظرفیت ذخیره انرژی آن‌ها در مقایسه با خازن معمولی می‌شود. مطالعه حاضر یک مدل ریاضی به منظور بررسی اثر ضخامت و تخلخل‌ الکترودها بر روی عملکرد ابرخازن‌ دولایه ارائه می‌نماید. این مدل بر مبنای معادلات بقای اجزا برای گونه‌های محلول و بقای بار الکتریکی در الکتروشیمی ابرخازن می‌باشد و فرضیات معمول مانند غلظت یکنواخت در طول سلول و ظرفیت مخصوص مستقل از ولتاژ در مدل حاضر در نظر گرفته نشده است. مدل حاضر قادر به پیش‌بینی با دقت منحنی ولتاژ دشارژ ابرخازن‌ در مقایسه با داده‌های آزمایشگاهی می‌باشد و قابلیت بکارگیری در بررسی اثر پارمترهای ساختاری بر روی عملکرد ابرخازن‌ را دارد. نتایج بدست آمده برای شرایط کارکرد در نظر گرفته شده در مطالعه حاضر نشان می‌دهد که استفاده از الکترود با ضخامت بیشتر در محدوده 45 تا 70 میکرومتر، باعث افزایش ظرفیت مخصوص ابرخازن‌ می‌شود، در صورتی‌که افزایش ضخامت الکترود بیش از 70 میکرومتر، موجب کاهش ظرفیت مخصوص می‌گردد. استفاده از الکترود‌های با تخلخل بیشتر نیز موجب افزایش ظرفیت مخصوص ابر‌خازن می‌شود، به صورتی که اگر تخلخل الکترود دو برابر شود، ظرفیت مخصوص تقریبا 5 درصد افزایش می‌یابد.

واژه‌های کلیدی: مدل‏سازی ابر خازن دولایه، ظرفیت مخصوص، انرژی مخصوص، توان مخصوص، تخلخل

متن کامل [PDF 4970 kb]   (5425 دریافت)