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J-GLOBAL ID：202202234692949756   整理番号：22A0885322

イオン液体-MXene系スーパーキャパシタのEDL構造と界面上の水素結合の役割:分子動力学シミュレーション研究【JST・京大機械翻訳】

EDL structure of ionic liquid-MXene-based supercapacitor and hydrogen bond role on the interface: a molecular dynamics simulation investigation

著者 (5件)： Wang Ziyi (School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510641, P. R. China. [e-mail]) ,  Chen Junwu ,  Li Yao ,  Dong Kun ,  Yu Yinghao
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 24  号： 10  ページ： 5903-5913  発行年： 2022年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 新しいクラスの電極として,MXeneはスーパーキャパシタにおいて優れた性能を示した。同時に,より広い電気化学窓を有するイオン液体(IL)電解質は,スーパーキャパシタ容量を大きく増加させることが期待される。MXeneとILsの組合せは,高いエネルギー密度と電力密度を有するエネルギー貯蔵デバイスに有望である。研究は,MXeneの表面終端とILsの官能基が,スーパーキャパシタの性能に強く影響することを示した。しかし,分子レベルでの研究はまだ不足している。本研究では,分子動力学シミュレーションを行い,界面構造とそのエネルギー貯蔵機構への影響を調べた。その結果,2つのILsは,電荷密度が充電平衡後に類似しているが,非常に異なる充電速度を示すことが分かった。界面分析は,いくつかのカチオンがTi_3C_2O_2電極近くの垂直配列へシフトするとき,ほとんどのカチオンがTi_3C_2(OH)_2電極に垂直に留まる異なる電気二重層(EDL)構造を明らかにした。このような構造はTi_3C_2(OH)_2電極のより高い静電容量をもたらし,電位差が0から2Vの範囲でTi_3C_2O_2電極の2倍以上であった。また,HEMIm+カチオンの-OH基とMXeneの終端の間の水素結合が,Ti_3C_2(OH)_2電極の表面上により多くのHEMIm+カチオンを凝集することによって,静電容量を改善する際に重要な役割を果たすことが分かった。本研究は,MXene電極の終端とIL電解質の官能基の両方が界面構造とEDL形成に影響し,さらに異なるスーパーキャパシタ性能をもたらし,高効率エネルギー貯蔵デバイスの設計に役立つであろう。Copyright 2022 Royal Society of Chemistry All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *界面 ,  *水素結合 ,  表面構造 ,  *計算機シミュレーション ,  電極 ,  *電力コンデンサ ,  電気二重層 ,  充電 ,  静電容量 ,  電解質 ,  エネルギー密度 ,  カチオン ,  *層状化合物 ,  *イオン液体
準シソーラス用語： 界面構造 ,  官能基 ,  *スーパーキャパシタ ,  *分子動力学シミュレーション ,  *MXene , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (3件)： 静電機器  (NB10020R) ,  融解塩  (CB05050R) ,  電極過程  (CB07040U)

タイトルに関連する用語 (8件)： イオン液体 ,  MXene ,  スーパーキャパシタ ,  界面 ,  水素結合 ,  役割 ,  分子動力学シミュレーション ,  研究