Najprościej rzecz ujmując, prowadzi do niego wzrost temperatury, który przekłada się na uwalnianie łatwopalnych gazów. Ostatecznie możliwy jest pożar, a nawet eksplozja całego urządzenia. Taki problem dotyczy między innymi powszechnie stosowanych akumulatorów litowo-jonowych.
Czytaj też: Metale można wydobywać z wody. To potencjalne rozwiązanie problemu z dostępem do zasobów
Z tego względu naukowcy z GIST (Gwangju Institute of Science and Technology) postanowili sprawdzić właściwości termiczne dwuwarstwowych kondensatorów elektrycznych znanych jako EDLC. Cechują się one dużą mocą i długowiecznością. Członkowie zespołu badawczego postanowili przeprowadzić pomiary, dzięki którym doszli do kluczowych wniosków.
Jak wyjaśnia główny autor badań, Jae Hun Seol, jego zespołowi udało się zmierzyć zmianę pojemności cieplnej kondensatorów EDLC w czasie rzeczywistym w mikroskopijnej objętości elektrody-elektrolitu, która jest aktywnym miejscem adsorpcji i desorpcji jonów. Co ważne, przeprowadzone eksperymenty obejmowały sytuacje zarówno w czasie ładowania, jak i poza nim.
Jednym z problemów z przechowywaniem energii jest zmienność akumulatorów pod wpływem zmian temperatur
Więcej informacji w tej sprawie powinno się ukazać w czerwcowym numerze International Journal of Heat and Mass Transfer. Obecnie dostępne dane sugerują natomiast, że temperatury elektrod dodatniej i ujemnej zmieniały się podczas ładowania o 0,92% i 0,42%, co odpowiadało obniżeniu ich pojemności cieplnej kolejno o 9,14% i 3,91%. Seol dodaje, iż entropia konfiguracji jonowej układu zmniejsza się podczas adsorpcji, czyli ładowania. Wpływa to na energię swobodną układu i przyczynia się do zmniejszenia pojemności cieplnej.
Jeśli naukowcy chcą projektować wydajne, ale i bezpieczne akumulatory oraz inne urządzenia służące do przechowywania energii, to muszą zrozumieć, jak pewne właściwości termiczne, takie jak pojemność cieplna, zmieniają się podczas ładowania i rozładowywania. Dotychczasowe ustalenia stanowią poważny krok w tym kierunku, a na tym nie koniec.
Czytaj też: Długość życia akumulatorów przestała być tajemnicą. Naukowcy znaleźli sposób, jak ją określać
Zespół badawczy zmierzył również stężenie elektrolitu w postaci wodorotlenku potasu, chcąc przekonać się, jak wpłynie to na działanie EDLC. Okazało się, że kondensator zapewnia maksymalną pojemność i spadek pojemności cieplnej, kiedy stężenie wspomnianego elektrolitu wynosi 8 M. Najprawdopodobniej wynika to ze zmian w stopniu uwodnienia jonów i ich ruchliwości jonowej.