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超級(jí)電容器電極材料“瓶頸”獲突破

時(shí)間:2016-04-15 08:54來源:科技日?qǐng)?bào) 作者:西顧
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        原料來自于儲(chǔ)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(duì)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(jí)電容器的成本,極大地推動(dòng)其商業(yè)化。
 
        一直以來,超級(jí)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(kuò)張或收縮的性質(zhì)限制了超級(jí)電容器的循環(huán)壽命和快速充放電性能。同時(shí),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(jí)電容器的廣泛推廣,目前只有少量應(yīng)用于電動(dòng)汽車中。
 
        近幾年,科研人員開始嘗試把非晶材料用于超級(jí)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(jí)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(chǔ)能領(lǐng)域的核心科學(xué)問題,同時(shí)也是世界超級(jí)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(jiǎn)單易行。該復(fù)合電極材料表現(xiàn)出優(yōu)異的超級(jí)電容性能,具有高循環(huán)使用壽命,可快速充放電。
 
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