Efeitos de regulação de carga e interações não-eletrostáticas sobre a capacitância diferencial de supercapacitores

Resumo

A capacitância diferencial de uma dupla camada elétrica representa um tópico de grande interesse para o desenvolvimento de baterias mais eficientes e menos nocivas ao meio-ambiente: os supercapacitores. Além das interações eletrostáticas, há evidências teóricas e experimentais de que tal capacitância é também influenciada por um intrincado conjunto de interações íon-específicas mediadas pelo solvente e a propensão dos íons se estruturarem próximos à superfície carregada. Isto posto, o presente projeto de pesquisa apresenta um modelo teórico que incorpora contribuições não-eletrostáticas à teoria de Poisson-Boltzmann por meio de potenciais de Yukawa e, assim, nos focamos na dupla camada elétrica formada nas imediações de um eletrodo contendo grupos ionizáveis em sua superfície. Analisamos efeitos de concentração de sal, tamanho iônico finito e, principalmente, como a afinidade na interação íon-eletrodo pode ser ajustada a fim de se otimizar a capacitância.