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材料资讯:东国大学科学家开发新型电极材料, 氧化石墨烯又一次刷超级电容器性能新高
奇材馆 / 2023-02-08     阅读次数:76

随着科技的不断进步,人们对下一代电子设备和混动汽车的要求越来越高,尤其是出色的电荷存储设备。而目前为止,大多数的电荷存储设备是有传统的金属硫化物或金属氧化物基超级电容器电极制成,因导电性差和能量密度低等缺点无法成为新时代的需求。

经过科学家不断的研究发现,过渡金属硒化物具有多种增强的电化学性能,可提供比金属硫化物和氧化物更快的电子传导速率。这是受益于其内在的有利物理化学性质,包括高化学稳定性、窄带隙和低电负性。

韩国东国大学电子与电气工程系Hyun-Seok Kim教授设计并合成了一种新型混合复合电极材料,该复合电极由装饰在氧化石墨烯上(CCS@GO)的硒化钴纳米棒-硒化铜多面体组成,具有前所未有的电化学性能,可明显提高混动汽车超级电容器的性能。

研究人员介绍,采用由金属硒化物和碳模板结合形成的复合材料,是调节电化学应用电极性能的有吸引力的方法。正是基于这个想法,研究人员利用湿化学策略,设计并构建了一种新的混合复合电极。这种方法是一种环保、经济的制造方法,不仅可以改善存储和保留电荷的性能,而且增加了能量和功率密度,这要归功于电极材料的独特形态。

除此之外,研究人员使用这种电极,构建了一个电容为192.8 Fg-1 @ 1A g-1的非对称超级电容器装置,其能量密度为54.6 Wh kg-1,功率密度为 700 W kg-1,在10000次循环后的电容保持率约为82.5%

基于这种复合电极为何有如此好的性能,研究人员也做了一些研究。该团队将增强的电化学特性归因于创新电极材料的独特形态和高表面,由此产生的复合电极为离子迁移提供了充足的空间,并支持快速的法拉第氧化还原反应,使电化学电池具有高存储性能。

Kim教授表明:他们最终目标是构建具有改进的电化学活性和长期耐用性的电化学超级电容器,目前看来,好像已经实现了。我们的研究思路可以为后续开发用于下一代电子和电气设备的附属装置、不易燃储能材料提供一定的理论指导。

参考资料:盖世汽车

 

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