Исследователи из НИУ ВШЭ и Института химии растворов РАН разработали инновационный подход к моделированию процессов в суперконденсаторах. Как сообщили в пресс-службе Высшей школы экономики, новая методика позволяет с высокой точностью предсказывать поведение этих устройств при различных условиях.
Профессор МИЭМ НИУ ВШЭ Юрий Будков пояснил, что созданная модель впервые позволяет наблюдать распределение ионов и молекул в нанопорах электродов и рассчитывать дифференциальную емкость без упрощений. По его словам, это открывает возможности для оптимизации суперконденсаторов без дорогостоящих экспериментов.
Ученые сосредоточились на изучении смеси ионной жидкости, органического растворителя и следовых количеств воды в нанопорах шириной несколько нанометров. Расчеты показали, что даже минимальные примеси воды существенно влияют на свойства устройства, причем эффект зависит от заряда электрода.
Как отмечают специалисты, несмотря на преимущества суперконденсаторов — мгновенную отдачу энергии и долговечность — их широкому применению мешает относительно низкая энергоемкость по сравнению с аккумуляторами. Новые данные помогут создать более эффективные устройства для транспорта и систем хранения энергии.
Разработанный алгоритм адаптирован для работы на суперкомпьютере НИУ ВШЭ и учитывает поведение отдельных молекул. Полученные результаты позволят точнее прогнозировать характеристики суперконденсаторов при изменении влажности и состава электролита, что важно для промышленного применения этих устройств.
