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新型納米碳材料在超級電容器領(lǐng)域的應(yīng)用研究取得系列進(jìn)展
2012-05-15
碳材料以其優(yōu)異的性能而成為材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，國內(nèi)外材料科學(xué)工作者圍繞新型納米碳材料的可控制備及其在超級電容器等化學(xué)儲能器件中的應(yīng)用，開展了大量的研究工作。在中科院“百人計劃”和國家自然科學(xué)基金項目支持下，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室閻興斌研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊自2009年以來，圍繞納米碳材料在超級電容器領(lǐng)域的應(yīng)用開展了一系列研究工作，旨在開發(fā)出對環(huán)境友好、工作溫度寬、能量密度和功率密度高的新型超級電容器用的納米碳電極材料，并取得了較好的研究結(jié)果。
最近，該研究小組在石墨烯基超級電容器方面取得了新的研究進(jìn)展。研究人員考察了離子液體電解液的摩爾濃度和溫度對石墨烯電容性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，離子液體摩爾濃度為2 M時石墨烯的電容性能最好。同時，研究結(jié)果表明，石墨烯/離子液體體系在-20℃～60℃溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出良好的電容性，且電容對溫度具有較小的依賴性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期出版的J. Mater. Chem. 2012, 22, 8853。
此前，該研究小組還研究了有機(jī)溶劑的種類和咪唑類離子液體陽離子烷基鏈的鏈長對石墨烯電容性能的影響，研究結(jié)果發(fā)表在J. Mater. Chem. 2011, 21, 13205，并被該雜志選為Highlight;此外，該研究小組利用自組裝以及復(fù)合技術(shù)制備出了石墨烯薄膜和形狀記憶性電極材料，這些材料都表現(xiàn)出較為優(yōu)異的電容性能，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在電化學(xué)領(lǐng)域期刊Electrochim. Acta. 2012, 60, 41和J. Power. Sources. doi:10.1016/j.jpowsour.2012.03.086。
同時，該研究小組也開展了基于碳納米管、介孔碳和碳納米纖維材料在超級電容器方面的應(yīng)用研究，相關(guān)研究結(jié)果先后發(fā)表在J. Power. Sources.(2011, 196, 10472;2011, 196, 7841;2012, 204, 220;2012, 199, 373)和J. Electrochem. Society. 2012, 159, A1。
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