研究人員發現儲能設備在運行過程中的熱屬性發生了關鍵變化，為實現更好的熱管理鋪平了道路。現代儲能設備，如超級電容器和電池，具有高度依賴溫度的性能。如果一個設備變得太熱，它就很容易出現 “熱失控”。
“熱失控”–或不受控制的過熱–最終會導致危險的爆炸或火災。為了使設備穩定和安全地運行，需要採用一種明智的熱管理策略。要做到這一點，有必要了解某些熱特性，如熱容，在充電和放電過程中如何動態變化。
最近，來自韓國光州科技大學(GIST)的研究人員調查了雙電層電容器（EDLC）的熱特性–一種具有高功率和長壽命的超級電容器，為熱測量奠定了技術基礎，並揭示了重要信息。領導這項研究的Jae Hun Seol教授解釋說：“利用3ω熱絲法，我們能夠在微觀的電極-電解質體積中實時測量EDLCs的熱容量變化，該體積是離子吸附和解吸的活躍場所。”
該研究於2022年2月5日在網上公布，並將於2022年6月1日發表在《國際傳熱學雜誌》第188卷第122632期。
該研究小組在原位（靜態條件下）和操作（充電期間）進行了實驗。他們發現，在充電過程中，正負電極的溫度分別變化了0.92%和0.42%，這對應於它們各自的熱容減少了9.14%和3.91%。”根據熱力學理論，在吸附過程中，即充電過程中，系統的離子構型熵（對隨機性的一種衡量）會減少。這也影響了系統的自由能。Seol教授解釋說：“這一起導致了熱容的下降。”
研究小組還改變了電解質氫氧化鉀的濃度，以觀察它對EDLC的性能有何影響。他們發現，當電解質濃度為8M時，EDLC顯示出最大的電容和熱容降低。他們將此歸因於離子的水化程度及其離子流動性的變化。
“這項研究的一個重要方面是充電和放電也改變了EDLC的熱容，”Seol教授說。“這些發現將擴展我們對EDLCs的基本熱物理學的理解。”
事實上，這些結果可以被認為是朝着未來有效的熱管理策略邁出的重要一步，這將創造出更安全和更可靠的儲能設備。