Псевдоемкостный электрод Псевдоемкость относится к электрохимическому поведению, позволяющему получать емкость, напоминающую емкость двойного электрического слоя, но не относящуюся к реальным механизмам емкостного накопления заряда. Согласно систематическому определению псевдоемкости, данному Конвеем, накопление заряда в псевдо-емкостных электродах основано на быстрых окислительно-восстановительных реакциях, протекающих на границе раздела электрод-электролит или вблизи нее.
С точки зрения электрохимии, псевдоемкость можно описать с помощью трех механизмов:
✔️ осаждение под воздействием потенциала,
✔️ окислительно-восстановительные реакции
✔️ и интеркаляция/деинтеркаляция. Распространенные псевдо-емкостные материалы включают в себя следующие категории: оксиды металлов, такие как RuO2 , MnO2, Co3O4, NiO и т. д.; проводящие полимеры, такие как полианилин, полипиррол, политиофен и т. д.; гидроксиды металлов, такие как Ni(OH)2, Co(OH)2 и т. д.
🤔 В определенных условиях псевдоемкостями также считаются многие емкостные материалы с двойным электрическим слоем, проявляющие окислительно-восстановительную активность и легированные гетероатомами или поверхностными функциональными группами.
Псевдоемкость проявляется в окислительно-восстановительных реакциях, которые позволяют обеспечить емкость, превышающую емкость двойного электрического слоя. Одновременно она демонстрирует более высокую скорость зарядки и срок службы по сравнению с аккумуляторами. Однако из-за отсутствия фундаментального различия между механизмами реакций псевдоемкости и реакций аккумулятора в настоящее время не существует общепринятого определения псевдоемкости.
🪫 Одни утверждают, что электрохимическое поведение псевдоемкости должно напоминать истинную емкость, то есть отношение изменения заряда к изменению потенциала в пределах определенного потенциального окна должно быть постоянным. Другие авторы предлагают считать псевдоемкость именно псевдоемкостью, если результаты динамических расчетов соответствуют определенным критериям, независимо от того, соответствует ли ее электрохимическое поведение емкостным характеристикам. Кроме того, они вводят понятие несобственной псевдоемкости, занимающей промежуточное положение между емкостью электрического двойного слоя и реакциями аккумулятора. Это позволяет объяснить явление, когда некоторые материалы для аккумуляторов, такие как LiCoO2, V2O5, TiO2, демонстрируют псевдоемкостное поведение при достижении наноразмеров. В целом, псевдоемкость представляет собой очень сложный электрохимический процесс, а различные экспериментальные условия и методы могут дать различные результаты и интерпретации.
В настоящее время требуется дальнейшая теоретические исследования и эксперименты для выработки единого понимания псевдоемкости, решения текущей задачи определения псевдоемкости и установления стандартизированных критериев оценки ее характеристик.Окончание следуетhttps://t.center/globalenergyprize/8288