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【行業資訊】石墨烯復合材料在儲能領域性能改善新策略
來源: 時間: 2020-05-27 瀏覽: 95123

石墨烯優異的電學性能、力學性能以及化學性能,使其受到國內外科學家的廣泛關注。研究發現,石墨烯復合材料在儲能和催化方面具有很好的應用前景。更重要的是石墨烯表面可通過不同策略進行修飾,包括材料復合、摻雜、缺陷工程和界面工程等。因此,石墨烯復合材料成為電子器件中電極材料的理想選擇。近期,國內外研究者提出了一些新的策略來促進石墨烯復合材料在儲能領域的應用。

(1) 構建垂直石墨烯來抑制雙極性導電聚合物ACP的電荷陷阱效應

將垂直石墨烯與ACP復合,用以抑制n摻雜過程中常發的電荷陷阱效應,從而獲得高能量密度和長久穩定性的超級電容器。垂直石墨烯中,石墨烯的生長方向垂直于基材,具有獨特的形態特征和出色的導電性。石墨烯片層彼此獨立,避免了平面堆疊石墨烯中常見的團聚和由此引發的分散問題。在此類三維垂直石墨烯上沉積ACP,較好的提升了ACP與基底的接觸面積并且縮短了電子傳輸距離。垂直石墨烯和ACP器件具有優異的循環穩定性(在10000次循環后,電容保持率為88%),得益于垂直石墨烯的高比表面積和ACP寬電壓的雙重優勢。

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圖1石墨烯復合材料的的電荷轉移示意圖

(2) 溶解自組裝法提高石墨烯復合材料電化學性能

研究者提出了一種高效的溶解和重組裝策略制備石墨烯復合材料rGO@NiCoAl-LDHs,以解決金屬有機框架材料在堿性電解液中穩定性差性能難以發揮的問題。起初研究者成功制備了rGO@ZIF-67@NiAl-LDHs石墨烯復合材料,當用其發生電化學反應時,ZIF-67由于不穩定會溶解出鈷離子,NiAl-LDHs可用作儲存器來容納和重新組裝從ZIF-67溶解出的鈷離子,最后形成rGO@NiCoAl-LDHs石墨烯復合材料,繼續發揮電化學作用。在循環過程中由于電化學活性物質和位點的增加,組裝后的石墨烯復合材料電化學性能得到了很大的改善。同時,該電極材料在三電極體系中具有2291.6 F g-1的優越比容量??偠灾?,這種溶解和重組的策略將為石墨烯復合材料在特定條件下的儲能應用提供新的設計思路。 

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圖2石墨烯復合材料在電化學儲能中的工作機理圖

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中國復合材料學會將于2020年11月5日-7日舉辦第八屆國際復合材料科技峰會暨第四屆國際復合材料產業創新成果技術展覽會。會議旨在立足復合材料產業發展新態勢,加快復合材料產業變革進程、加強科技創新、深化交流合作;緊扣復合材料行業發展新動向,倡導基礎理論前瞻性與應用研究實用緊密結合,引導復合材料相關技術的加速突破;貫徹落實復合材料發展新理念,促進復合材料“產政學研用”進一步融合,提升復合材料行業的國際競爭力。

目前,分會場征集論文簡報工作已開啟,目前峰會設置四個分會場:1.復合材料理論及應用;2.復合材料工藝及技術;3.復合材料測試及評價; 4.復合材料處理及再生。歡迎復材相關的廣大科技工作者投稿及咨詢,投稿至郵箱isct@csfcm.org.cn。

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峰會聯系人:張力心

聯系電話:010-82026470

聯系郵箱:zhanglixin@csfcm.org

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