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石墨炔,是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后,一种新的全碳纳米结构材料。它是由sp和sp2杂化形成的一种新型碳的同素异形体,是由1,3-二炔键将苯环共轭连接形成的具有二维平面网络结构的全碳材料,具有丰富的碳化学键、大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性,被誉为是最稳定的一种人工合成的二炔碳的同素异形体。由于其特殊的电子结构及类似硅优异的半导体性能,石墨炔有望可以广泛应用于电子、半导体以及新能源领域。
理论研究表明石墨炔是一种非常理想的储锂材料,理论容量达744mahg-1,多层石墨炔理论容量可达1117mahg−1(1589mahcm−3),且其独特的结构更有利于锂离子在面内和面外的扩散和传输,这样赋予其非常好的倍率性能。
最近,中国科学院青岛生物能源与过程研究所能源应用技术分所研究员黄长水带领的研究小组与中科院化学研究所研究员李玉良合作,首次将石墨炔应用于锂离子电池电极材料,并对其电化学储锂性能及储锂机制进行了详细的分析研究,阐明了石墨炔结构、形貌与其电化学性能之间的构效关系,探索了石墨炔材料在锂电池中的应用,这些研究为石墨炔家族的储锂性能研究以及探索新型碳素储能材料提供了理论依据和实验指导。实验结果证明石墨炔均一的孔径结构、优良的电子导电性和化学稳定性赋予石墨炔较高的容量、优异的倍率性能和循环寿命等方面优良的电化学性能。以上合作研究结果从实践证明石墨炔是一种非常有前景的储锂能源材料。相关研究成果发表在nanoenergy,2015,11,481-489;chem.commun.,2015,51,1834-1837。
上述研究获得了中科院“百人计划”、“973”计划和国家自然科学基金等项目支持。
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5月11日,镇江500千伏访仙变电站室外5号主变500千伏侧5042开关汇控柜,喷涂了新型纳米陶瓷散热材料,柜体温度半小时内从26.5℃降到了20.8℃。此次采用的纳米远红外陶瓷材料与高品质石墨烯组合“降温服”,可以大幅提升热管理效率,在不需要外部任何能源、不占用额外体积、不增加设备的情况下,以“零能
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燃料电池是一种重要的新能源装置,其中最新发展的金属-空气电池更是被寄予厚望。然而,金属-空气电池中阴极氧还原和正极氧析出反应动力学过程缓慢,需要大量的贵金属催化剂,大大增加了电池的成本,阻碍了金属-空气电池的大规模商业化进程。中国科学院青岛生物能源与过程研究所碳基材料与能源应用研究
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Si负极材料是锂离子电池中,理论储锂能量较高的锂离子负极材料之一,其理论容量可达到4000mAhg-1以上。但是,Si负极材料储锂时,容易发生体积膨胀,导致电极粉化,电池容量急剧下降。目前,对于减少Si负极的体积膨胀对电极材料的影响,提高Si负极复合材料中的空隙体积,缓解容量急剧降低,提高Si负极电
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【导言】随着2010年诺贝尔物理学奖颁给了石墨烯的发明者两位英国物理学家安德烈和康斯坦丁,一时间科研圈掀起了一股石墨烯的研究热潮。石墨烯也成为了越来越多科学家选择的材料。同样是2010年,中科院化学所的研究人员经过潜心研究发明了碳家族的新成员:石墨炔,这是一个令人振奋的重大突破。人们不禁
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