磁性熱電半導體耦合輸運研究取得重要進展
深圳先進院在可自展開智能柔性神經電極研發方面取得進展
化學所在高效單組份有機發光場效應晶體管方面取得新進展
西安光機所前沿光子學理論研究取得系列進展
InfoMat:基于可調節CuS-ZnS復合薄膜的n-SrTiO3自驅動光電探測器
物理所在確定性量子相干提純研究中取得進展
國家納米中心二維材料力學性能研究取得新進展
上海光機所在基于非簡并四波混頻獲取高性能910nm種子光方面取得新進展
上海硅酸鹽所在碳化硅單晶基光導開關研究中取得進展
我首次驗證遠距離雙場量子密鑰分發可行性
官方微信
友情鏈接

中國科大石墨烯離子存儲機制研究取得新進展

2019-11-08

電化學雙層電容器又稱超級電容器,通過電解液離子在高表面積電極表面的可逆吸脫附來儲能。由于不涉及氧化還原反應等電荷轉移動力學限制,超級電容器可以在極高的充放電速率下運行,具有達百萬次的良好循環能力,使得它們廣泛應用于儲能領域。石墨烯理論上可具有550 F/g的比容量,作為超級電容器電極材料備受關注。然而目前石墨烯基材料的性能仍遠遠低于預期。一方面,石墨烯的量子電容已被證明在雙電層電容的建立中起著關鍵作用;另一方面,界面電化學是決定超級電容器儲能性能的關鍵因素,涉及離子在電極孔道內的傳輸擴散、離子在碳表面的吸/脫附等過程。石墨烯-電解液界面動態電荷分離機制仍然未得到良好解決,阻礙了高性能二維或三維石墨烯電極的進一步發展。

近日,中國科學技術大學朱彥武課題組提出,低缺陷含量的單層石墨烯可為從理解極化作用下石墨烯界面離子吸附/相互作用提供一個優良模版:既消除了孔道離子受限效應,又不受大多數多孔碳材料中孔隙或缺陷的影響(National Science Review, 2019)。基于此,該課題組聯合法國Patrice Simon課題組,采用電化學阻抗譜和電化學石英晶體微量天平系統聯用,原位研究了離子液體(EMI-TFSI)電解質在單層石墨烯表面的動力學響應。研究發現,在石墨烯正極化區間,電荷儲存受帶正電的團簇類離子脫附主導;在負極化區間,石墨烯表面質量變化較小,顯示表面離子重排效應。隨著施加電勢的增加,兩種類型的界面響應主導著雙電層的變化,導致雙電層電容增加。該研究為進一步理解石墨烯-電解液界面結構以及石墨烯雙電層儲能提供了基礎。

研究成果以Charge Storage Mechanisms of Single Layer Graphene in Ionic Liquid 為題發表在《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)上。該研究工作得到自然科學基金委、國家留學基金(CSC)項目等的支持。

論文鏈接

石英微晶天平用于原位電化學檢測示意圖(左),觀測到的石墨烯表面離子響應(右)

責任編輯:葉瑞優

(來源:中國科學院



關于我們
下載視頻觀看
聯系方式
通信地址

北京市海淀區清華東路甲35號 北京912信箱 (100083)

電話

010-82304210/010-82305052(傳真)

E-mail

[email protected]

交通地圖
版權所有 ? 中國科學院半導體研究所

備案號:京ICP備05085259號 京公網安備110402500052 中國科學院半導體所聲明

快乐十分历史开奖 股票配资平台 配资是什么意思 南粤36选7 有50万元存款如何理财 安徽25选5 棒球比分网址 2019上证指数最高点 bf在线网球比分 河北20选5 20选5 太行水泥股东大会09年股票涨跌 广东十一选五 内蒙古十一选五 云南十一选五 股票涨跌排名 云南十一选五