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新型納米碳材料在超級(jí)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(guó)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(jí)電容器等化學(xué)儲(chǔ)能器件中的應(yīng)用，開(kāi)展了大量的研究工作。在中科院“百人計(jì)劃”和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持下，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室閻興斌研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)自2009年以來(lái)，圍繞納米碳材料在超級(jí)電容器領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)展了一系列研究工作，旨在開(kāi)發(fā)出對(duì)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(jí)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(jí)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(duì)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(shí)石墨烯的電容性能最好。同時(shí)，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(duì)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(yáng)離子烷基鏈的鏈長(zhǎng)對(duì)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(shí)，該研究小組也開(kāi)展了基于碳納米管、介孔碳和碳納米纖維材料在超級(jí)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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