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(jìn)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(tuán)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(jìn)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(jìn)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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