Ученые из сколковского института науки и технологий ("Сколтех") и Ереванского государственного университета (Армения) предсказали структуру поверхности диоксида рутения, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Сколтеха. Этот материал используется в суперконденсаторах, емкость которых в разы превышает емкость обычных конденсаторов. Новое исследование объясняет причину возникновения псевдоемкости на таких катодах.
Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
"Сопоставление данных моделирования о низкой энергии новой реконструкции поверхности диоксида рутения RuO2, ее электрохимических свойств и данных по моделированию изображений сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) позволило ученым объяснить возникновение псевдоемкости", - говорится в пресс-релизе.
Суперконденсатор - это электрохимическое устройство, которое может накапливать энергию, и в будущем может заменить обычные аккумуляторы. Наиболее используемый материал, из которого делают катоды для суперконденсаторов - диоксид рутения RuO2. Свойства суперконденсаторов зависят от процессов, которые происходят на поверхности кристаллов диоксида рутения. Например, неизвестно, почему возникает псевдоемкость, явление, при котором заряд накапливается на поверхности электродов в суперконденсаторе.
Обычно поверхность материалов исследуют с помощью микроскопов, но микроскоп может показать только верхний слой, не проникая вглубь структуры. Поэтому ученые Сколтеха и Ереванского государственного университета использовали компьютерное моделирование, с помощью которого предсказали новую структуру более глубоких слоев поверхности диоксида рутения.
Исследование возникновения псевдоемкости на поверхности было проведено путем моделирования процесса внедрения атомов водорода в реконструированную поверхность. Как показало исследование, псевдоемкость возникает за счет особой атомной структуры поверхности RuO2 на которой происходят окислительно-восстановительные реакции. Результат исследования позволит глубже понять принципы работы суперконденсаторов, что должно привести к созданию нового поколения устройств с еще большей ёмкостью.
По информации https://scientificrussia.ru/news/uchenye-iz-skolteha-i-ih-kollegi-iz-armenii-predskazali-strukturu-poverhnosti-dioksida-ruteniya
Обозрение "Terra & Comp".
