Figura 1. O desenho do aparelho de teste e as mudanças de capacitância em diferentes taxas de varredura em diferentes eletrólitos sob o campo magnético. Crédito:LICP
Uma vez que os dispositivos de armazenamento de energia são frequentemente usados em um ambiente de campo magnético, os cientistas exploram regularmente como um campo magnético externo afeta o armazenamento de carga de sistemas supercapacitores aquosos não magnéticos baseados em carbono.
Recentemente, um experimento projetado pelo grupo do Prof. Yan Xingbin do Instituto de Física Química de Lanzhou (LICP) da Academia Chinesa de Ciências revelou que a aplicação de um campo magnético externo pode induzir mudança de capacitância em eletrólitos aquosos ácidos e alcalinos, mas não em eletrólitos neutros. O experimento também mostra que o campo de força pode explicar a origem do efeito do campo magnético.
Esta nova descoberta estabelece uma relação entre campos magnéticos e supercapacitores, e fornece uma visão sobre o comportamento de transporte de íons em eletrólitos aquosos.
Os supercapacitores baseados em carbono estão entre os dispositivos de armazenamento de energia eletroquímica mais proeminentes devido à sua excelente saída de energia e ciclo de vida superior. Durante o processo de carga / descarga, a diferença de potencial elétrico entre os eletrodos positivos e negativos gera um campo magnético baseado na lei de indução eletromagnética de Faraday.
Além disso, supercapacitores são freqüentemente usados em equipamentos eletrônicos que também geram um campo magnético. Contudo, se o campo magnético afeta o armazenamento de carga de supercapacitores ainda não estava claro antes deste experimento.
Figura 2. A variação das capacitâncias e o mecanismo de convecção forçada de íons em KOH e H 2 TÃO 4 eletrólitos sob o campo magnético. Crédito:LICP
Nesse trabalho, os pesquisadores relataram pela primeira vez que o campo magnético externo realmente afeta o armazenamento de carga de um sistema supercapacitor aquoso não magnético à base de carbono, superando assim o efeito insignificante do campo magnético em sistemas eletroquímicos não magnéticos.
De acordo com os pesquisadores, a direção e intensidade do campo magnético, concentração de eletrólitos e varredura de voltametria afetam a mudança de capacitância em eletrólitos ácidos e alcalinos.
Além disso, uma relação quantitativa entre a densidade de corrente limite na interface eletrodo / eletrólito, a intensidade do campo magnético, e a concentração e a viscosidade dos eletrólitos foram identificadas, que forneceu uma visão completamente nova sobre o comportamento de transporte de carga dos supercondensadores.
"Ao estabelecer a relação entre campos magnéticos e supercapacitores, fomos capazes de compreender profundamente o comportamento de transporte de íons em eletrólitos aquosos. Esperamos aplicar eletroquímica aprimorada com campo magnético a outros dispositivos de armazenamento de energia, "disse o Prof. Yan.
Os resultados foram publicados online em Cell Reports Physical Science em um artigo intitulado "Mudança de capacitância induzida por campo magnético de supercapacitores aquosos à base de carbono".
