《突破离子液体基超级电容器的极限:用氧化锰纳米棒功能化的介孔碳电极,用于致密、稳定和宽温储能》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2018-09-25
  • 氧化锰(MnO2)纳米斑点(NSs)沉积在N和S掺杂有序介孔碳(N,S‐CMK‐3)上,本质上阻断了微孔。获得的N,S必经CMK量3 /汇总复合材料组装成离子液体(IL)基于列车对称超级电容器,表现出较高的比电容的200 F g−1(0 - 3.5 V)的扫描速率2 S−1号,和良好的速度稳定电容保留55.5%的扫描速率100 mV S−1。设备可以在宽温度范围(−20到60°C),和高循环稳定性的N,S必经CMK量3 /汇总复合电极。可以实现低能量−3.56 eV 1乙应承担的吸附量3必经methylimidazolium +(以米+)阳离子之间的边缘汇总NSs和N,S必经CMK量3比在飞机上汇总NS(−3.04 eV),都比表面更喜欢原始的N,S必经CMK量3(−1.52 eV)。与无掺杂或无MnO2参考材料相比,在N,S‐CMK - 3, MnO2和IL之间的三相边界处的离子吸附的增强导致了比容量的增强。基于这种复合电极的超级电容器的面积容量明显增强,指向中孔而非电化学表面层的储能,显示了一种新型的集成电路储能机制。

    ——文章发布于2018年7月23日

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    • 锰氧化物(MnO2)长期以来一直被研究作为一种假电容材料,用于制造纤维形状的超级电容器,但其导电性能差和脆性是明显的缺点。在这里,我们将纳米结构的MnO2域电化学插入到连续连接的碳纳米管(CNT)网络中,从而将电导率和机械耐久性传递给MnO2。特别地,我们合成了一个纤维状的同轴电极,并以镍光纤作为当前集电极(Ni/CNT/MnO2);问/汇总混合纳米壳的厚度大约是150μm和电极显示231厘米−1曼氏金融的具体参数。当以Ni/CNT/MnO2同轴电极作为阴极和阳极的对称器件与1.0 M Na2SO4水溶液为电解质时,我们发现能量密度为10.97。这些值表明,我们的混合系统具有明显的可穿戴式蓄能和收割设备的潜力。 ——文章发布于2018年4月05日
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    • 编译者:郭文姣
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    • 带有交织式LED的晚礼服看起来很奢侈,但光源需要来自可穿戴,耐用且轻巧的设备的恒定电源。中国科学家已经为可穿戴设备制造了纤维状电极,这种电极具有很高的能量密度,具有很高的柔韧性和优越性。微流控技术是制备电极材料的关键,是微流控技术,如《 Angewandte Chemie》杂志所述。 衣服上的数百个小型LED发出的闪闪发光的灯光可能会在宴会厅或时装表演中产生醒目的效果。但是可穿戴电子设备也可能意味着集成在功能性纺织品中的传感器,以监测例如水的蒸发或温度变化。为此类可穿戴设备提供动力的储能系统必须兼具可变形性,高容量和耐用性。然而,可变形电极经常不能长期运行,并且其容量落后于其他现有技术的储能装置。 电极材料通常受益于孔隙率,电导率和电化学活性的良好平衡。来自中国南京工业大学的材料科学家Su Chen,关武及其团队对软电极的材料需求进行了更深入的研究,并开发了由两种碳纳米材料和金属有机框架合成的多孔杂化材料。纳米碳具有大的表面积和优异的导电性,而金属有机骨架则具有多孔结构和电化学活性。 为了使电极材料在可穿戴应用中具有柔性,通过使用创新的吹纺机将微孔碳骨架与热塑性树脂纺成纤维。最终的纤维被压制成布并组装成超级电容器,尽管事实证明,另一轮带有微介孔碳骨架的涂层进一步改善了电极性能。 由这些电极制成的超级电容器不仅可变形,而且与同类设备相比,它们还可以具有更高的能量密度和更大的比电容。它们稳定并且承受了10,000多次充电-放电循环。科学家们还在实际应用中对它们进行了测试,例如服装中LED的智能颜色切换以及功能性服装中集成的电子设备的太阳能电池控制供电。 作者指出,基于微流体液滴的合成是提高可穿戴电子设备电极材料性能的关键。他们认为,这完全是关于调整完美的多孔纳米结构。 ——文章发布于2019年10月18日