新型納米碳材料在超級電容器領域的應用研究取得系列進展
2012-05-15
碳材料以其優異的性能而成為材料領域的研究熱點之一，國內外材料科學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儲能器件中的應用，開展了大量的研究工作。在中科院“百人計劃”和國家自然科學基金項目支持下，中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室閻興斌研究員帶領的研究團隊自2009年以來，圍繞納米碳材料在超級電容器領域的應用開展了一系列研究工作，旨在開發出對環境友好、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，結果發現，離子液體摩爾濃度為2 M時石墨烯的電容性能最好。同時，研究結果表明，石墨烯/離子液體體系在-20℃～60℃溫度范圍內呈現出良好的電容性，且電容對溫度具有較小的依賴性。相關研究結果發表在近期出版的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，研究結果發表在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合技術制備出了石墨烯薄膜和形狀記憶性電極材料，這些材料都表現出較為優異的電容性能，相關研究結果發表在電化學領域期刊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用研究，相關研究結果先后發表在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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