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超級電容器電極材料“瓶頸”獲突破

時間:2016-04-15 08:54來源:科技日報作者:西顧

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原料來自于儲量豐富提取便利的鐵鹽、碳等，能在常溫常壓下進行合成，不產生有毒有害氣體……近日，南京理工大學夏暉教授團隊成功合成了非晶FeOOH/石墨烯復合納米片，這種新新型非晶材料將大幅降低超級電容器的成本，極大地推動其商業化。

一直以來，超級電容器電極材料的研究集中在納米晶材料上，但是納米晶材料的結構很難擴張或收縮的性質限制了超級電容器的循環壽命和快速充放電性能。同時，納米晶材料的合成通常在高溫下進行，大大提高了生產成本，并且工藝復雜，很難做到大量生產，極大地限制了超級電容器的廣泛推廣，目前只有少量應用于電動汽車中。

近幾年，科研人員開始嘗試把非晶材料用于超級電容器的電極材料。相比于結晶材料，非晶材料的合成溫度更低，因此大大降低了電極材料的合成成本。非晶材料結構也更加穩定，體積可調控。然而，美中不足的是非晶材料較差的導電性以及較小的比表面積在一定程度上限制了超級電容性能進一步提高。所以，研發低成本、可大量生產、高循環壽命以及可快速充放電的新型非晶材料是新能源儲能領域的核心科學問題，同時也是世界超級電容器工業化生產的難題。

劉嘉琪和導師夏暉教授等成功合成的非晶FeOOH/石墨烯復合納米片，合成方法綠色環保、簡單易行。該復合電極材料表現出優異的超級電容性能，具有高循環使用壽命，可快速充放電。

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