Design of hybrid asymmetric capacitors in aqueous electrolyte using ZTC and ultraporous activated carbons

Abstract

The use of two different materials as electrodes allows the construction of asymmetric and hybrid capacitors cells with enhanced energy and power density. This approach is especially well-suited for overcoming the limitations of pseudocapacitive materials that provide a huge capacitance boost, but in a limited potential window. In this work, we introduce the concepts and protocols that are required for a successful design of such systems, which is illustrated by the construction of an asymmetric hybrid cell where a zeolite-templated carbon and an ultraporous activated carbon have been combined.

La combinación de dos electrodos de distintos materiales permite la construcción de celdas de superconsandores híbridas y asimétricas, obteniéndose notables mejoras en cuanto a su energía y potencias específicas. Esta estrategia de montaje es especialmente útil en el caso de usar un material pseudocapacitivo, cuya capacidad es notoria, pero limitada a un rango de potencial reducido. En este trabajo, introducimos los conceptos y protocolos necesarios para un correcto diseño de estos sistemas, lo que ilustramos con un ejemplo de la construcción de una celda híbrida asimétrica que combina un electrodo de carbón nanomoldeado con zeolitas y un carbón activado ultraporoso.