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電工所在高性能石墨烯基超級(jí)電容器研究中取得進(jìn)展

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):145
核心提示:

超級(jí)電容器作為新型儲(chǔ)能器件,具有功率密度高、充電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),但其能量密度一直受限于電極材料的性能。中科院電工研究所馬衍偉課題組通過金屬鎂熱還原二氧化碳?xì)怏w,成功制備出富含孔道結(jié)構(gòu)的石墨烯電極材料。

基于此石墨烯研制的超級(jí)電容器,在水系和有機(jī)電解液中表現(xiàn)出優(yōu)異的功率特性和循環(huán)壽命,在功率密度為1kW/kg的時(shí)候,能量密度高達(dá)80Wh/kg,遠(yuǎn)高于目前商業(yè)化活性炭基超級(jí)電容器;并且當(dāng)功率密度達(dá)到20kW/kg時(shí),能量密度仍能保持在33Wh/kg。結(jié)果表明,該石墨烯基超級(jí)電容器在高功率/高能量密度的動(dòng)力儲(chǔ)能器件上具有廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)成果發(fā)表在Nature旗下期刊Scientific Reports雜志(Sci. Rep., 2013, 3: 3534)。

此外,通過控制熱還原反應(yīng)溫度,該課題組還首次現(xiàn)實(shí)了對(duì)不同結(jié)構(gòu)碳納米材料的可控制備,其中包括管狀碳納米結(jié)構(gòu)和中空碳納米盒子。該項(xiàng)工作對(duì)宏量可控制備碳納米材料具有指導(dǎo)意義。

相關(guān)研究工作得到北京市科委和中國(guó)科學(xué)院項(xiàng)目的支持。

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