孔洞碳材之電雙層儲能機制模擬

Translated title of the thesis: Simulation of Double-Layer Charge Storage Mechanism in Porous Carbons
  • 謝 為

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究根據Helmholtz模型進行模擬水相硫酸和氫氧化鉀以及有機相四乙基四氟硼酸銨/乙?電解質的碳電極電雙層電容。所提出的模型結合圓柱形孔隙模型模擬大孔及中孔與呈現一常數表面電容(C/S)micro的狹縫狀微孔。碳材料的孔隙結構和孔徑分佈利用非定域密度泛函理論(NLDFT)方法進行分析,接著使用微孔結構碳材料的實驗電容數據,以評估不同的電解質在碳微孔產生的常數(C/S)micro值,並確定微孔的分子篩效應,微孔中得到的常數(C/S)micro值表明了介電常數在電極/電解質間與電解質離子溶劑化層中的溶劑分子數目成正比,而中孔的C/S值隨孔徑減小而降低則是因為孔壁曲率影響效果的增加。對於水相電解質,在微孔的C/S的值比在中孔和大孔較大是由於電解質離子溶劑化層具有較高的介電常數及微孔侷限效應。各個碳材料的預測電容值結果與實驗數據呈現極好的一致性,從而驗證了模型的可靠性,這個模型能夠提供可靠、準確的電容值預測,也闡明了不同的孔隙結構和界面性質對於電雙層形成機制與電容性能的影響。
Date of Award2015 Jul 23
Original languageChinese
SupervisorHsisheng Teng (Supervisor)

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