超級電容器電極材料“瓶頸”獲突破

時間:2016-04-15 08:54來源:科技日報 作者:西顧
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        原料來自于儲量豐富提取便利的鐵鹽、碳等，能在常溫常壓下進行合成，不產(chǎn)生有毒有害氣體……近日，南京理工大學(xué)夏暉教授團隊成功合成了非晶FeOOH/石墨烯復(fù)合納米片，這種新新型非晶材料將大幅降低超級電容器的成本，極大地推動其商業(yè)化。
 
        一直以來，超級電容器電極材料的研究集中在納米晶材料上，但是納米晶材料的結(jié)構(gòu)很難擴張或收縮的性質(zhì)限制了超級電容器的循環(huán)壽命和快速充放電性能。同時，納米晶材料的合成通常在高溫下進行，大大提高了生產(chǎn)成本，并且工藝復(fù)雜，很難做到大量生產(chǎn)，極大地限制了超級電容器的廣泛推廣，目前只有少量應(yīng)用于電動汽車中。
 
        近幾年，科研人員開始嘗試把非晶材料用于超級電容器的電極材料。相比于結(jié)晶材料，非晶材料的合成溫度更低，因此大大降低了電極材料的合成成本。非晶材料結(jié)構(gòu)也更加穩(wěn)定，體積可調(diào)控。然而，美中不足的是非晶材料較差的導(dǎo)電性以及較小的比表面積在一定程度上限制了超級電容性能進一步提高。所以，研發(fā)低成本、可大量生產(chǎn)、高循環(huán)壽命以及可快速充放電的新型非晶材料是新能源儲能領(lǐng)域的核心科學(xué)問題，同時也是世界超級電容器工業(yè)化生產(chǎn)的難題。
 
         劉嘉琪和導(dǎo)師夏暉教授等成功合成的非晶FeOOH/石墨烯復(fù)合納米片，合成方法綠色環(huán)保、簡單易行。該復(fù)合電極材料表現(xiàn)出優(yōu)異的超級電容性能，具有高循環(huán)使用壽命，可快速充放電。
 
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