麥克默瑞提克(上海)儀器有限公司
已認(rèn)證
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近年來,純電動(dòng)車和混合電動(dòng)車等高性能新能源交通運(yùn)輸工具的發(fā)展態(tài)勢(shì)強(qiáng)勁,其中,新型高效的儲(chǔ)能設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)是一個(gè)關(guān)鍵因素。超級(jí)電容器具有功率密度高、循環(huán)使用壽命長和安全性能優(yōu)異等突出的優(yōu)勢(shì),在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用前景巨大。多孔炭材料具有豐富可調(diào)的孔道結(jié)構(gòu)和大比表面積等特點(diǎn),是目前最為廣泛使用的一類超級(jí)電容器電極材料。然而,如何基于多孔炭材料實(shí)現(xiàn)兼具高功率密度和高能量密度的超級(jí)電容器之設(shè)計(jì)和構(gòu)筑,依然是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵核心問題。
化工學(xué)部邱介山教授領(lǐng)導(dǎo)的“能源材料化工”學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)在前期工作基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展了調(diào)控碳基材料之表/界面的新技術(shù)?;谙抻蚩臻g的策略,以層狀硅鋁酸鹽蒙脫土為模板,提出并建立了插層-限域碳化-活化的新技術(shù)路線,實(shí)現(xiàn)了二維多孔片狀炭材料的可控合成,并用于高性能超級(jí)電容器的設(shè)計(jì)構(gòu)筑。
二維多孔片狀炭納米材料作為超級(jí)電容器電極材料,具有突出的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):在充放電過程中電解液可以在多孔炭的內(nèi)部孔道快速傳輸,在高充放電速率下賦予電容器高倍率性能。他們發(fā)現(xiàn),以明膠為碳源,基于這一新技術(shù)制備得到的二維片狀多孔納米炭材料,在6 mol L-1 KOH電解液中、100 A g-1的電流密度下,其比電容仍高達(dá)246 F g-1,表現(xiàn)出遠(yuǎn)優(yōu)于相同碳源的三維微米級(jí)顆粒狀多孔碳的電化學(xué)性能。該材料在水系和有機(jī)系電解液體系中,在高功率密度下均顯示出較高的能量密度。相關(guān)成果作為前封面近期發(fā)表在著名學(xué)術(shù)刊物Advanced Energy Materials上。
研究表明,這種合成策略可以拓展到多種類型的其它碳源,是一種制備高性能二維多孔片狀納米碳材料的普適性新方法。這一成果為拓展和深化高性能炭基超級(jí)電容器電極材料的設(shè)計(jì)與構(gòu)筑,開辟了新的技術(shù)途經(jīng),也為高性能二維納米炭材料的設(shè)計(jì)合成提供了可資借鑒的新思路。
大連能源化工材料實(shí)驗(yàn)室為美國麥克儀器公司的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)室有3Flex三站全自動(dòng)多功能吸附儀、2020研究級(jí)超高性能全自動(dòng)吸附儀以及Chemisorb化學(xué)吸附儀等多臺(tái)麥克儀器,在其超級(jí)電容器電極材料的研究中,麥克儀器公司3Flex成為其多孔炭材料表面表征的強(qiáng)有力的工具,該款儀器是一款全能型儀器,可兼具物理吸附、化學(xué)吸附、蒸汽吸附等多種功能,歧管、P0 管、分析站配備獨(dú)立的多級(jí)傳感器,NLDFT雙等溫線擬合模型使用戶能夠應(yīng)用氮吸附和二氧化碳吸附等溫線數(shù)據(jù)得到材料的全范圍孔徑分布(例如碳狹縫孔),壓汞法與氣體吸附法的數(shù)據(jù)相疊加,能夠自動(dòng)生成全范圍孔徑分布分析圖。
—部分內(nèi)容轉(zhuǎn)自大連理工大學(xué)網(wǎng)站
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