Ємність подвійного шару є важливою характеристикою подвійного електричного шару , який з’являється на межі між поверхнею та рідиною (наприклад, між провідним електродом і сусіднім рідким електролітом). На цій межі утворюються два шари електричного заряду з протилежною полярністю, один на поверхні електрода, а інший в електроліті. Ці два шари, електрони на електроді та іони в електроліті, зазвичай розділені одним шаром молекул розчинника, які прилипають до поверхні електрода і діють як діелектрик у звичайному конденсаторі. Кількість заряду, що зберігається в двошаровому конденсаторі, залежить від прикладеної напруги.
Ємність подвійного шару | |
Формула | |
---|---|
Підтримується Вікіпроєктом |
Двошарова ємність — це фізичний принцип електростатичного двошарового типу суперконденсаторів.
Гельмгольц заклав теоретичні основи для розуміння явища подвійного шару. Утворення подвійних шарів використовується в кожному електрохімічному конденсаторі для зберігання електричної енергії.
Кожен конденсатор має два електроди, механічно розділених сепаратором. Вони електрично з’єднані через електроліт, суміш позитивних і негативних іонів, розчинених у розчиннику, такому як вода. Там, де рідкий електроліт контактує з провідною металевою поверхнею електрода, утворюється межа розділу, яка представляє спільний кордон між двома фазами речовини. Саме на цьому інтерфейсі виникає ефект подвійного шару.
Коли до конденсатора прикладається напруга, на межі розділу електродів утворюються два шари поляризованих іонів. Один шар знаходиться всередині твердого електрода (на поверхні кристалічних зерен, з яких він виготовлений, які контактують з електролітом). Інший шар із протилежною полярністю утворюється з розчинених і сольватованих іонів, розподілених в електроліті, які рухаються до поляризованого електрода. Ці два шари поляризованих іонів розділені моношаром молекул розчинника. Молекулярний моношар утворює внутрішню площину Гельмгольца (ВГП). Він прилипає за допомогою фізичної адсорбції на поверхні електрода та відокремлює протилежно поляризовані іони один від одного, утворюючи молекулярний діелектрик.
Величина заряду в електроді узгоджується з величиною зустрічних зарядів у зовнішній площині Гельмгольца. Це область, близька до ВГП, в якій збираються поляризовані іони електроліту. Це розділення двох шарів поляризованих іонів через подвійний шар зберігає електричні заряди так само, як у звичайному конденсаторі. Подвійний заряд утворює статичне електричне поле в молекулярному шарі IHP молекул розчинника, що відповідає силі прикладеної напруги.
Примітки
- Z. Stojek, The Electrical Double Layer and Its Structure
- . 2011. Архів оригіналу за 31 травня 2011. Процитовано 20 січня 2014.
Література
- Béguin, Francois; (18 November 2009). 8 Electrical Double-Layer Capacitors and Pseudocapacitors. Carbons for Electrochemical Energy Storage and Conversion Systems. Taylor & Francis. с. 329—375. doi:10.1201/9781420055405-c8. ISBN .
- Müller, Klaus (1963). On the Structure of Charged Interfaces. Т. 274, № 1356. Graduate School of Arts and Sciences, University of Pennsylvania. с. 55—79. Bibcode:1963RSPSA.274...55B. doi:10.1098/rspa.1963.0114. S2CID 94958336.
{{}}
: Проігноровано|work=
() - B. E. Conway (1999), Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications (нім.), Berlin: Springer
- Leitner, K. W.; Winter, M.; Besenhard, J. O. (1 грудня 2003). Composite supercapacitor electrodes. Journal of Solid State Electrochemistry. 8 (1): 15—16. doi:10.1007/s10008-003-0412-x. ISSN 1433-0768. S2CID 95416761.
- Yu., M.; Volfkovich, T. M. (September 2002). Electrochemical Capacitors. Russian Journal of Electrochemistry. 38 (9): 935—959. doi:10.1023/A:1020220425954. ISSN 1608-3342.
- Electrochemical Technologies for Energy Storage and Conversion, Band 1 (нім.), Weinheim
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Yemnist podvijnogo sharu ye vazhlivoyu harakteristikoyu podvijnogo elektrichnogo sharu yakij z yavlyayetsya na mezhi mizh poverhneyu ta ridinoyu napriklad mizh providnim elektrodom i susidnim ridkim elektrolitom Na cij mezhi utvoryuyutsya dva shari elektrichnogo zaryadu z protilezhnoyu polyarnistyu odin na poverhni elektroda a inshij v elektroliti Ci dva shari elektroni na elektrodi ta ioni v elektroliti zazvichaj rozdileni odnim sharom molekul rozchinnika yaki prilipayut do poverhni elektroda i diyut yak dielektrik u zvichajnomu kondensatori Kilkist zaryadu sho zberigayetsya v dvosharovomu kondensatori zalezhit vid prikladenoyi naprugi Yemnist podvijnogo sharu FormulaE U d 2 V 0 4 nm 5000 kV mm displaystyle E frac U d frac 2 text V 0 4 text nm 5000 text kV mm Pidtrimuyetsya VikiproyektomVikipediya Proyekt Matematika Dvosharova yemnist ce fizichnij princip elektrostatichnogo dvosharovogo tipu superkondensatoriv Sproshene zobrazhennya podvijnogo sharu negativnih ioniv v elektrodi ta solvatovanih pozitivnih ioniv u ridkomu elektroliti rozdilenih sharom polyarizovanih molekul rozchinnika Gelmgolc zaklav teoretichni osnovi dlya rozuminnya yavisha podvijnogo sharu Utvorennya podvijnih shariv vikoristovuyetsya v kozhnomu elektrohimichnomu kondensatori dlya zberigannya elektrichnoyi energiyi Kozhen kondensator maye dva elektrodi mehanichno rozdilenih separatorom Voni elektrichno z yednani cherez elektrolit sumish pozitivnih i negativnih ioniv rozchinenih u rozchinniku takomu yak voda Tam de ridkij elektrolit kontaktuye z providnoyu metalevoyu poverhneyu elektroda utvoryuyetsya mezha rozdilu yaka predstavlyaye spilnij kordon mizh dvoma fazami rechovini Same na comu interfejsi vinikaye efekt podvijnogo sharu Koli do kondensatora prikladayetsya napruga na mezhi rozdilu elektrodiv utvoryuyutsya dva shari polyarizovanih ioniv Odin shar znahoditsya vseredini tverdogo elektroda na poverhni kristalichnih zeren z yakih vin vigotovlenij yaki kontaktuyut z elektrolitom Inshij shar iz protilezhnoyu polyarnistyu utvoryuyetsya z rozchinenih i solvatovanih ioniv rozpodilenih v elektroliti yaki ruhayutsya do polyarizovanogo elektroda Ci dva shari polyarizovanih ioniv rozdileni monosharom molekul rozchinnika Molekulyarnij monoshar utvoryuye vnutrishnyu ploshinu Gelmgolca VGP Vin prilipaye za dopomogoyu fizichnoyi adsorbciyi na poverhni elektroda ta vidokremlyuye protilezhno polyarizovani ioni odin vid odnogo utvoryuyuchi molekulyarnij dielektrik Velichina zaryadu v elektrodi uzgodzhuyetsya z velichinoyu zustrichnih zaryadiv u zovnishnij ploshini Gelmgolca Ce oblast blizka do VGP v yakij zbirayutsya polyarizovani ioni elektrolitu Ce rozdilennya dvoh shariv polyarizovanih ioniv cherez podvijnij shar zberigaye elektrichni zaryadi tak samo yak u zvichajnomu kondensatori Podvijnij zaryad utvoryuye statichne elektrichne pole v molekulyarnomu shari IHP molekul rozchinnika sho vidpovidaye sili prikladenoyi naprugi PrimitkiZ Stojek The Electrical Double Layer and Its Structure 2011 Arhiv originalu za 31 travnya 2011 Procitovano 20 sichnya 2014 LiteraturaBeguin Francois 18 November 2009 8 Electrical Double Layer Capacitors and Pseudocapacitors Carbons for Electrochemical Energy Storage and Conversion Systems Taylor amp Francis s 329 375 doi 10 1201 9781420055405 c8 ISBN 978 1 4200 5307 4 Muller Klaus 1963 On the Structure of Charged Interfaces T 274 1356 Graduate School of Arts and Sciences University of Pennsylvania s 55 79 Bibcode 1963RSPSA 274 55B doi 10 1098 rspa 1963 0114 S2CID 94958336 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite book title Shablon Cite book cite book a Proignorovano work dovidka B E Conway 1999 Electrochemical Supercapacitors Scientific Fundamentals and Technological Applications nim Berlin Springer Leitner K W Winter M Besenhard J O 1 grudnya 2003 Composite supercapacitor electrodes Journal of Solid State Electrochemistry 8 1 15 16 doi 10 1007 s10008 003 0412 x ISSN 1433 0768 S2CID 95416761 Yu M Volfkovich T M September 2002 Electrochemical Capacitors Russian Journal of Electrochemistry 38 9 935 959 doi 10 1023 A 1020220425954 ISSN 1608 3342 Electrochemical Technologies for Energy Storage and Conversion Band 1 nim Weinheim