北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:电力储能储能材料市场正文

石墨烯突破口来了?和轨道交通与超级电容有啥关系?

2016-09-01 11:02来源:烯碳资讯关键词:石墨烯超级电容器石墨烯基超级电容器收藏点赞

投稿

我要投稿

石墨烯超级电容器材料存在的问题

限制石墨烯基超级电容电极材料发展的主要问题是由于范德华力的存在,石墨烯片层易团聚,其实际的表面积小于800m2/g,其比电容限制在300F/g左右;因此,石墨烯与其他材料复合、改性以提高其性能成为研究的热点之。

目前,提高石墨烯材料的电容性能主要有两条途径:

(1)在二维石墨烯中引入其他维度的碳材料构建三维碳基材料,有效阻止石墨烯片的积聚,保持其高比表面积和高导电性能,提高离子传输和电子传递速率;

(2)引入纳米级的赝电容成分,构建高导电性的分级多孔电极材料,增加单位基体面积上材料负载率,提供电子传输和离子传递的高速通道,保证赝电容反应有充足的电解质离子和电子,提高重复充放电过程中电化学稳定性,获得在给定面积和空间上高能量密度与功率密度。

目前存在的问题:

(1)石墨烯的制备,如何以成本低廉、环境友好的方式制备大面积、高质量和层数厚度可控的石墨烯,提高负载密度以获得高的体积比性能,是其进一步应用的技术障碍。而在制备原理上,需加强对石墨烯及各组分的形成机理、形核、生长等过程的研究,从分子和原子水平研究各过程石墨烯及各组分的变化、生长等规律;对石墨烯表面功能化加强理论研究,从理论上加强对石墨烯功能化的指导;加强对石墨烯复合材料制备过程中热力学及动力学的研究,从微观加深对各制备过程的理论认识。

(2)研究石墨烯复合材料的结构性能与各制备过程之间的关系,为改进石墨烯复合材料制备方法及优化石墨烯复合材料结构提供理论指导。

(3)如何实现石墨烯基复合材料的结构优化与控制。充分研究石墨烯基复合材料的结构与性能之间的关系,通过结构的优化和控制,合成具有高比表面积、高导电性、高负载率、高空间利用率的复合材料,从而获得高能量密度和功率密度,优异循环稳定性等的超级电容器。

(4)超级电容器在实际操作过程中的安全性。超级电容器在实际应用中的安全问题和绿色化学都应该被考虑到。

目前,石墨烯基复合材料的研究依然处于初始阶段,在设计和合成新颖的石墨烯基复合电极材料从而获得高能量密度、功率密度以及长循环寿命的高性能超级电容器方面仍然有较大的空间。相信石墨烯基复合材料的进一步研究,将会推动下一代电化学储能器件的发展,并广泛应用于其他领域。 

原标题:石墨烯突破口来了?国家支持轨道交通,超级电容市场将达百亿!
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

石墨烯查看更多>超级电容器查看更多>石墨烯基超级电容器查看更多>