Aangezien energieopslagapparaten vaak worden gebruikt in een omgeving met een magnetisch veld, wetenschappers onderzoeken regelmatig hoe een extern magnetisch veld de ladingsopslag van niet-magnetische waterige op koolstof gebaseerde supercondensatorsystemen beïnvloedt.

Onlangs, een experiment ontworpen door de groep van prof. Yan Xingbin van het Lanzhou Institute of Chemical Physics (LICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft onthuld dat het toepassen van een extern magnetisch veld capaciteitsverandering kan veroorzaken in waterige zure en alkalische elektrolyten, maar niet in neutrale elektrolyten. Het experiment laat ook zien dat het krachtveld de oorsprong van het magnetische veldeffect kan verklaren.

Deze nieuwe ontdekking legt een verband tussen magnetische velden en supercondensatoren, en geeft inzicht in het transportgedrag van ionen in waterige elektrolyten.

Op koolstof gebaseerde supercondensatoren behoren tot de meest prominente elektrochemische energieopslagapparaten vanwege hun uitstekende uitgangsvermogen en superieure levensduur. Tijdens het laad-/ontlaadproces, het verschil in elektrische potentiaal tussen de positieve en negatieve elektroden genereert een magnetisch veld gebaseerd op de wet van Faraday van elektromagnetische inductie.

Bovendien, supercondensatoren worden vaak gebruikt in elektronische apparatuur die ook een magnetisch veld genereert. Echter, of het magnetische veld de ladingsopslag van supercondensatoren beïnvloedt, was vóór dit experiment nog niet duidelijk.

In dit werk, de onderzoekers rapporteerden eerst dat het externe magnetische veld inderdaad de ladingsopslag van een niet-magnetisch waterig op koolstof gebaseerd supercondensatorsysteem beïnvloedt, waardoor het verwaarloosbare effect van het magnetische veld op niet-magnetische elektrochemische systemen wordt overwonnen.

Volgens de onderzoekers is de richting en intensiteit van het magnetische veld, concentratie van elektrolyten en voltammetrie-zwaai hebben allemaal invloed op de capaciteitsverandering in zure en alkalische elektrolyten.

In aanvulling, een kwantitatieve relatie tussen de beperkende stroomdichtheid op het elektrode/elektrolyt-interface, de intensiteit van het magnetische veld, en de concentratie en viscositeit van de elektrolyten werd geïdentificeerd, wat een volledig nieuw inzicht opleverde in het ladingstransportgedrag van supercondensatoren.

"Door de relatie tussen magnetische velden en supercondensatoren vast te stellen, we waren in staat om het transportgedrag van ionen in waterige elektrolyten grondig te begrijpen. We verwachten magnetische veldversterkte elektrochemie toe te passen op andere energieopslagapparaten, " zei prof. Yan.

De resultaten zijn online gepubliceerd in Celrapporten Fysische Wetenschap in een artikel met de titel "Magnetic field geïnduceerde capaciteitsverandering van waterige, op koolstof gebaseerde supercondensatoren."