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《中国科学:材料科学》封面刊发臧晓蓓耐温柔性超级电容器研究成果
发布时间:2019-05-10 22:45:08点击数:字号:
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审核人 新闻中心总编室

【本站讯】近日,我校材料科学与工程学院臧晓蓓与清华大学康飞宇和朱宏伟教授合作,在耐温柔性超级电容器研究方面取得重要进展,相关研究论文《基于10英寸超大碳纳米复合薄膜的耐极端温度柔性超级电容器》(Temperature-resistant and flexible supercapacitors based on 10-inch wafer-scale nanocarbon films)于2019年4月以封面文章的形式在《中国科学:材料科学》(Science China Materials)发表。我校讲师臧晓蓓为第一作者和通讯作者,中国石油大学(华东)为第一署名单位。

当今世界对于电子产品的要求不再局限于可使用,舒适性也至关重要。储能器件作为电子产品的核心元件,正由刚性向可穿戴发展。且应用场合普适性提高,需满足特殊空间和严峻气候环境的要求。然而,现有超级电容器的工作温度区间为150℃左右或柔性较差,无法同时兼顾柔性和耐温稳定性。因此,扩大超级电容器的使用范围十分必要。

在此项工作中,臧晓蓓等人制备了面积高达550cm2的石墨烯/碳纳米管/锰氧化物复合薄膜,是常规碳纳米复合薄膜材料尺寸的29倍,并将其用于耐温柔性超级电容器,并进行了详细的柔性和电化学性能表征和机理探索。

研究表明,该复合薄膜具有优异的机械性能,可满足柔性储能器件的要求,机械性能取决于石墨烯与碳纳米管的比例。随着碳纳米管的添加,复合薄膜的断裂强度由2 MPa增大到21MPa。同时,为了提高电化学性能,在双电层电容材料里引入赝电容材料(锰氧化物),将比电容提高2倍。

另外,研究者通过配合耐温性好的胶体电解质和封装工艺,此柔性超级电容器可在−20–200°C温度区间内保持良好的电化学性能和柔性,表现出优异的稳定性。审稿专家认为该项工作为复合纳米材料薄膜的大批量制备和适用于宽温度区间的柔性超级电容器的发展提供了新思路,具有重要的意义。

《Science China Materials》由中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的《中国科学》杂志社出版,并与Springer出版集团合作面向海外发行,是国内一流学术刊物,对研究的原创性和前沿性要求极为严格,2018年7月最新公布的影响因子为4.318,为我校认定的T1期刊。

臧晓蓓博士长期从事纳米材料的制备及功能调控、柔性储能器件等多个领域的科学研究,研究成果相继刊发在Nano Energy(IF:13.120)、Small(IF:9.598)、Nanoscale(IF:7.233)等SCI一区TOP期刊。目前,已发表学术论文10余篇。

全文链接:

https://doi.org/10.1007/s40843-018-9399-3

【 作者:曹宁 张大磊 殷述广 来自:材料科学与工程学院  责任编辑:李文亮 审核:新闻中心总编室】

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