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《在具有超级电容器优越的电化学性能的石墨烯纳米片上非晶态FeOOH的量子点组装介孔薄膜的研究》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： chenfang
  • 发布时间：2015-12-18

  • 以前关于铁氧化物/氢氧化物的研究将重点放在结晶上，而不是非晶态。尽管后者由于无序结构可以具有优异的电化学活性。本文此项工作中，用一个简单的、可扩展的合成路线来制备非晶态FeOOH量子点 (QDs) 和 FeOOH QDs/石墨烯杂化纳米片。混合纳米片具有独特的异质结构，包括紧紧固定在石墨烯表面的连续介孔FeOOH薄膜。非晶态FeOOH /石墨烯杂化纳米片具有优异的电容性能，其性能要大大优于晶铁氧化物/氢氧化物基材料。

    此项研究为超级电容器设计高性能电极材料带来了新的机遇，尤其是对非晶氧化物/氢氧化物基材料。

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  • 《石墨烯基电化学电容器储能研究取得重要进展》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2020-03-06
    • 　电化学电容器具有可快速充电、功率高、循环寿命长、工作温度范围宽、安全性能高等优点，可用作大功率电源，在混合电动汽车、备用电源、便携式电子设备等领域都具有广阔的发展前景。然而电化学电容器相比于电池其能量密度较低，即单位体积内储存的能量低，限制了其更广泛的应用范围，尤其是在便携式智能设备中的应用， 需要进一步提高体积能量密度。近日，中国科学院金属研究所与英国伦敦大学学院及香港大学合作，在《自然-能源》(Nature Energy)在线发表题为“可调层间距、高效孔利用石墨烯薄膜的电化学电容储能研究”的研究论文。 　　研究人员制备了不同比例的氧化石墨烯和热膨胀还原石墨烯的混合溶液，经过真空抽滤，得到片层间距可调节的复合石墨烯基薄膜。通过调控片层间距，实现了优化整个电极材料孔隙率的效果。当电极材料的孔隙尺寸与电解液的离子尺寸相匹配时，孔隙的空间利用达到了最优化，从而极大化了体积能量密度。在此基础上，科研人员设计了全固态柔性电化学电容器，石墨烯薄膜电极材料本身良好的弯折性能，保证了整个器件的柔性，并进一步发展了智能器件，通过根据实际需求改变电路连接方式，实现了不同的输出效果。 　　该合作研究的实验工作由英国伦敦大学学院李庄男博士在中国科学院金属所合作研究完成， 所有作者共同参与了数据分析、讨论及论文撰写工作。李庄男博士为第一作者，李峰研究员、Ivan Parkin教授、郭正晓教授为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院、英国工程物理研究委员会、香港大学浙江研究院等项目资助。
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  • 《合肥工业大学等研发石墨烯薄膜柔性全固态超级电容器》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-04-18
    • 合肥工业大学科研团队制备出一种高强度、自支撑、超薄透明的石墨烯薄膜，并将其组装为全固态柔性超级电容器，为下一代柔性电子器件的研发开辟了新路径。相关成果4月12日发表在《化学》期刊上。　　该校教授怀萍科研团队与中国科技大学、南京大学等合作，通过单分子原子力显微镜测量手段，在11种不同有机分子中发现了与氧化石墨烯之间的作用力最强的分子——三聚氰胺。通过在氧化石墨烯纳米片层间引入三聚氰胺分子，相邻两层纳米片的有效接触大幅增加，使薄膜内部氧化石墨烯片层间的相互作用显著增强，制备出具有优异机械强度的氧化石墨烯薄膜。 　　据介绍，该薄膜由两层氧化石墨烯单层膜组成，厚度仅为22纳米，无需辅助材料即可实现自支撑，并可通过增减单层膜层数实现厚度和性能的可控调节。同时，该薄膜横向尺寸达厘米级，具备可裁剪性和优异的拉伸性，且对强酸强碱高度兼容。 　　实验表明，该薄膜在可见光550纳米处透光率高达84.6%，经过原位还原后仍保持优异的机械和光学性能。石墨烯薄膜电阻仅有420方阻。由该薄膜组装成的全固态柔性超级电容器具有较高的体积电容值、良好的电机械稳定性。在循环充放电7500圈后，该薄膜电容值保留高达91.4%。
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