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【24h】

Micro-Pseudocapacitors with Electroactive Polymer Electrodes: Toward AC-Line Filtering Applications

机译：带有电活性聚合物电极的微型伪电容器：面向交流线滤波应用

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摘要

In this study, we investigate the frequency response of micro-pseudocapacitors based on conducting polymer electrodes such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), polypyrrole, and polyaniline. It is shown that by proper choice of polymeric material and device structure, miniaturized micro-pseudocapacitors can match the frequency response of commercial bulky electrolytic capacitors. Specifically, we show that PEDOT-based micro-pseudocapacitors exhibit phase angle of -80.5 degrees at 120 Hz, which is comparable to commercial bulky electrolytic capacitors, but with an order of magnitude higher capacitance density (3 FV/cm(3)). The tradeoff between the areal capacitance (C-A) and frequency response in the two-dimensional architecture (C-A = 0.15 mF/cm(2), phase angle of -80.5 degrees at 120 Hz) is improved by designing three-dimensional thin-film architecture (C-A = 1.3 mF/cm(2), phase angle of -60 degrees at 120 Hz). Our work demonstrates that fast frequency response can be achieved using electroactive polymer electrodes.
机译：在这项研究中，我们研究了基于导电聚合物电极（例如聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT），聚吡咯和聚苯胺）的微型假电容的频率响应。结果表明，由聚合物材料和器件结构的合适的选择，小型化微赝可以匹配商业笨重电解电容器的频率响应。具体来说，我们显示基于PEDOT的微型假电容在120 Hz时表现出-80.5度的相角，与商业化的大型电解电容器相当，但电容密度更高（3 FV / cm（3））。通过设计三维薄膜体系结构，可以改善二维体系结构（CA = 0.15 mF / cm（2），相角为120Hz时为-80.5度）中的面积电容（CA）和频率响应之间的权衡（CA = 1.3 mF / cm（2），在120 Hz时的相位角为-60度）。我们的工作表明，使用电活性聚合物电极可以实现快速的频率响应。

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