État superionique dans des condensateurs à double couche avec des électrodes nanoporeuses

Dans les expériences récentes de Chmiola et al, Science 313, 1760 (2006); Largeot et al, J. Am. Chem. Soc. 130, 2730 (2008), une augmentation anormale de la capacité avec une diminution de la taille des pores d'un condensateur électrique à double couche poreuse à base de carbone a été observée. Nous expliquons cet effet par les forces d'image qui écrans exponentiellement les interactions électrostatiques des ions à l'intérieur d'un pore. L'agencement des ions de même signe devient plus facile et est principalement limité par des interactions stériques. Nous appelons cet état `superionique' et suggérons un modèle simple pour le décrire. Le modèle révèle une possibilité de transition du premier ordre induite par la tension entre une phase déficiente en cations(anions) et une phase riche en cations(anions) qui se manifeste par un saut de capacité en fonction de la tension.