石墨烯/碳纳米管复合电极超级电容器的界面热传输与电学性能

摘要整理

先进超级电容器在能量存储和利用方面具有巨大潜力，可推动更高效和可持续的能源系统发展。本研究采用恒电位和恒电荷分子动力学模拟技术，揭示了影响石墨烯/碳纳米管(CNT)复合电极超级电容器界面热传输与电学性能的结构特征。计算了不同纳米管直径、数量、层数和排列方式的石墨烯/CNT复合电极与离子液体电解质的热学和电学性质。首次确定了恒电位应用对卡皮察热阻的影响规律。研究表明，竖直排列的CNT结构表现出更优异的电学性能，而水平排列则展现出更好的热学性能。通过综合考虑热学和电学性能以及结构稳定性、制造工艺可行性和可扩展性等设计因素，确定了最优电极构型。结果表明，水平堆叠多层CNT排列方式为最优电极结构。本研究深化了对电极结构变化影响的理解，为超级电容器电极的高效设计提供了重要指导。

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