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我校研究成果在国际权威期刊《JMCA》上发表
2019-08-28 13:42     (点击: )

(本网讯)近日,国际权威能源材料期刊Journal of Materials Chemistry A在线刊发了我校材料与化工学院吴新明作为第一作者的最新研究成果—《Wide potential and high energy density for an asymmetric aqueous supercapacitor》(影响因子10.7)。课题组王奇观教授和王岩副教授为该文的共同作者。

电化学电容器又称超级电容器,因其功率密度高、速率性能好、循环稳定性好而成为近年来的研究热点之一。电极是超级电容器的关键部件,研究和制备高能量密度的电极材料是超级电容器商业化的重要基石。但是,根据能量密度公式E = 0.5 CV2可知可以扩大电容(C)和电位(V)来增加能量密度(E)。然而对于水溶液电解质而言,其理论电位为1.23 V(高电位下水易分解)。为了突破这一限制,通过构造非对称超级电容器可以获得更大的电位窗口,因此,进一步扩大水基不对称超级电容器的工作电位窗仍然是一个巨大的挑战,这取决于优化电极与电解质相互作用,即电极必须表现出较低的析氢反应或析氧反应。

本研究报道了一种通过电化学还原技术将Na+吸附在石墨烯气凝胶负极和石墨包覆Mn3O4微球正极上,有效的阻止了电极的析氢和析氧的反应,从而增加了电极的工作电位,进一步增加了非对称超级电容器的能量密度。同时,通过密度泛函理论进行了理论计算,获得了Na+吸附在石墨基电极表面的结构特征,吸附性能与电化学电位之间的关系,阐明了提升水溶液电解质中电极电位的关键因素及其机理,制备了至目前文献报道的非对称水基超级电容器的能量密度的最大值,为进一步制备无毒、低成本的水基储能设备奠定了基础。                                                     

                                                                                                                     文: 郑静雯  审核:张艳霞  编辑:程丹

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