Разработана модель, резко ускоряющая создание электрокатализаторов

Физики НИУ ВШЭ и институтов РАН предложили инструмент, который заметно упростит жизнь разработчикам новых источников энергии и промышленных катализаторов. Они создали расширенную теоретическую модель двойного электрического слоя — тончайшей прослойки из ионов на границе электрод–электролит, от которой напрямую зависят эффективность суперконденсаторов и электрокатализаторов. Работа опубликована в журнале Electrochimica Acta.

Суперконденсаторы сегодня рассматривают как ключевой элемент гибридных энергетических систем: они могут очень быстро запасать и отдавать большие порции энергии, разгружая литий‑ионные батареи в электромобилях и электробусах и снижая риск их перегрева. Однако их реальные возможности упираются в физику двойного электрического слоя. Именно в этой тонкой «ионной подушке» на поверхности электродов решается, сколько заряда успеет накопить устройство и с какими потерями.

Год назад российские учёные уже предложили теоретическую модель, позволявшую по сути «просчитывать» поведение этого слоя на компьютере и точно определять дифференциальную ёмкость — то, как меняется способность суперконденсатора накапливать энергию при разных напряжениях. В новой работе они сделали следующий шаг: включили в модель два критически важных эффекта — адсорбцию («прилипание») ионов к поверхности и частичный перенос заряда между ионами и электродом.

Это существенно приблизило теорию к реальности. Модель теперь описывает не только статическое распределение ионов, но и более тонкие микроскопические процессы на границе раздела. Авторы проверили её корректность на реальных системах — серебряных электродах в растворах солей фтора, фосфора и щёлочных металлов. Расчёты верно воспроизвели, как одни ионы активно вытесняют другие с поверхности, меняя свойства электрического слоя.

По сути, у разработчиков суперконденсаторов и электрокатализаторов появляется «цифровой стенд», на котором можно заранее подбирать материалы электродов и электролитов, прогнозируя их поведение без множества дорогостоящих и долгих экспериментов. Это создаёт базу для рационального дизайна новых высокоэффективных электрохимических систем — от накопителей энергии до катализаторов для промышленных реакций, сообщает ТАСС.

Читайте также:

• Что нельзя делать на Новый год 2026, чтобы не напугать свое счастье - проверьте свои привычки
• Этот вечный совет мудреца Омара Хайяма актуален даже в наши: попадает в самое сердце
• Эксперты Росконтроля нашли лучший растворимый кофе: Топ-3 бренда можно покупать хоть по 2 банки - чистый состав
• Готово за 5 минут — завтрак превращается в праздник: просто, но вкуснее и намного полезнее магазинного
• Вильфанд спрогнозировал аномальные морозы в ряде регионов России