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超级电容器电极材料“瓶颈”获突破

导读: 近日,南京理工大学夏晖教授团队成功合成了非晶FeOOH/石墨烯复合纳米片,这种新新型非晶材料将大幅降低超级电容器的成本,极大地推动其商业化。

  原料来自于储量丰富提取便利的铁盐、碳等,能在常温常压下进行合成,不产生有毒有害气体……近日,南京理工大学夏晖教授团队成功合成了非晶FeOOH/石墨烯复合纳米片,这种新新型非晶材料将大幅降低超级电容器的成本,极大地推动其商业化。

  一直以来,超级电容器电极材料的研究集中在纳米晶材料上,但是纳米晶材料的结构很难扩张或收缩的性质限制了超级电容器的循环寿命和快速充放电性能。同时,纳米晶材料的合成通常在高温下进行,大大提高了生产成本,并且工艺复杂,很难做到大量生产,极大地限制了超级电容器的广泛推广,目前只有少量应用于电动汽车中。

  近几年,科研人员开始尝试把非晶材料用于超级电容器的电极材料。相比于结晶材料,非晶材料的合成温度更低,因此大大降低了电极材料的合成成本。非晶材料结构也更加稳定,体积可调控。然而,美中不足的是非晶材料较差的导电性以及较小的比表面积在一定程度上限制了超级电容性能进一步提高。所以,研发低成本、可大量生产、高循环寿命以及可快速充放电的新型非晶材料是新能源储能领域的核心科学问题,同时也是世界超级电容器工业化生产的难题。

  刘嘉琪和导师夏晖教授等成功合成的非晶FeOOH/石墨烯复合纳米片,合成方法绿色环保、简单易行。该复合电极材料表现出优异的超级电容性能,具有高循环使用寿命,可快速充放电。

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