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摘要:至2004年石墨烯被发现以来,关于石墨烯复合材料的研究一直炙手可热。本文从聚苯胺/石墨烯和二氧化锰/石墨烯复合材料两方面,综述了这两种材料在超级电容器电极材料的研究进展,展望了以后在超级电容器电极材料上的良好应用前景。
邢瑞光;李亚男
(内蒙古科技大学稀土学院,包头014010)
碳元素广泛存在于自然界,除了最为人们所熟知的石墨和金刚石外,1985年发现的富勒烯和1991年发现的碳纳米管扩大了碳材料的家族。也使人们对碳元素的多样性有了更深刻的认识。同时,富勒烯和碳纳米管所引发的纳米科技对人类社的发展在未来有着极其重大的意义。作为碳材料中最新的一员—石墨烯是拥有sp2杂化轨道的二维碳原子晶体,由英国曼彻斯特大学的Geim等于2004年发现,并能稳定存在,这是目前世界上最薄的材料—单原子厚度的材料。石墨烯不仅有优异的电学性能(室温下电子迁移率可达200000cm2V-1s-1),质量轻,导热性好(5000Wm-1K-1),比表面积大(2630m2g-1),它的杨氏模量(1100GPa)和断裂强度(125GPa)也可与碳纳米管相媲美,而且还具有一些独特的性能,如量子霍尔效应、量子隧穿效应等。由于以上独特的纳米结构和优异的性能,石墨烯可应用于许多的先进材料与器件中,如薄膜材料、储能材料、液晶材料、机械谐振器等。石墨烯是单层石墨,原料易得,所以价格便宜,不像碳纳米管那样价格昂贵,因此石墨烯有望代替碳纳米管成为聚合物基碳纳米复合材料的优质填料。在石墨烯诸多性质中,其中比表面积高和导电性好,最重要的是石墨烯本身的电容为21μF/cm2,达到了所有碳基双电层电容器的上限,这比其他碳材料都要高,是制造超级电容器的理想材料。
超级电容器(Supercapacitors),也叫电化学电容器(Electrochemical capacitors)是一种能量密度和功率密度介于传统电容器和电池之间的新型储能器件,超级电容器兼具蓄电池和传统电容器的优点,如能量密度高、功率密度高、可快速充放电、循环寿命长、具有瞬时大电流放电及对环境无污染等特性,是近十年来发展起来的新型储能、节能设备。
由于石墨烯是理想的超级电容器填充材料,所以将其与其他材料复合来制备超级电容器材料备受大家关注。
复合材料主要有两类,第一种是石墨烯与高分子导电材料复合,其中研究最多的是石墨烯与聚苯胺复合材料。第二种是石墨烯与金属氧化物复合,其中研究最多的是石墨烯与二氧化锰复合材料。本文主要就这两种复合材料的研究做一简单综述。
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北极星储能网获悉,2月2日消息,有投资者在互动平台向ST金时提问:请问公司投资的新能源超级电容用途广泛吗?公司回答表示:超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,主要应用于国防军工、轨道交通、城市公交、起重机械势能回收、发电与智能电网、消费电子等领域。
北极星储能网获悉,1月30日,国家能源集团公布了新能源院1MW/5MIN超级电容器储能系统公开招标中标结果公告,南京南瑞继保工程技术有限公司中标该项目,报价706.2万元。根据招标文件,本超级电容器储能系统容量为≥1MW/5min,升压至站内现有的35kV间隔,最终接入已建110kV升压站。储能系统建设规模为≥1
北极星储能网获悉,1月25日国家能源集团发布新能源院1MW/5MIN超级电容器储能系统公开招标中标候选人公示。中标候选人情况如下:第一中标候选人:南京南瑞继保工程技术有限公司,报价706.2万元。第二中标候选人:煜邦智源科技(嘉兴)有限公司,报价634.015万元。本超级电容器储能系统容量为≥1MW/5min
1月18日获悉,山东淄博供电公司的储能式大电流短路冲击试验室顺利通过验收,标志着该公司成为国网山东省电力公司首家具备储能式大电流短路冲击试验检测能力的地市级供电公司。淄博供电公司于2019年开始试点建设储能式大电流短路冲击试验室,并先后完成两期实验室改造升级。该试验室配置的大容量储能式
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备受瞩目的2024(十一届)中国国际石墨烯创新大会于11月1日至3日在宁波成功举行并圆满落下帷幕。本届大会以“烯创未来,赋能发展”为主题,旨在以新质生产力推进新型工业化,推动新材料领域的技术创新、工艺创新和产品创新,推进基础材料从研发、应用、到需求相融合、相匹配,加强国际交流与合作,促进石
时间:2024年11月1日-3日地点:宁波湖畔凯悦尚萃酒店(浙江省宁波市镇海区同源路600号)展会简介国内最专业的先进碳材料应用方向博览会国际最专业的石墨烯材料应用方向博览会国家石墨烯创新中心石墨烯联盟(CGIA)指定展会70000+参会人数30+与会国家1400+报告专家5000+参会单位2000+参会项目博览会展区包括
日前,正泰在出席配电相关会议上发表了题为“石墨烯创新技术在新型电力系统中的应用实践”的主题演讲,深刻剖析在新型电力系统建设的背景下,正泰石墨烯产业的创新应用,吸引了众多行业伙伴前来咨询和探讨,寻求更多共同发展机会。高效电力传输:石墨烯“超导铜”引领节能新纪元随着全球能源结构的转型
为面向国家重大需求,践行国家新材料自立自强新战略,着力解决关键战略材料领域的“卡脖子”核心问题,以及新材料研发、应用、需求脱节的问题,进一步促进石墨烯产业迈向高质量发展新阶段,由石墨烯产业技术创新战略联盟(CGIA)和国家石墨烯创新中心联合主办的“2024年中国国际石墨烯创新大会”将于2024
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北极星储能网获悉,8月18日,福建龙岩永定区石墨烯动力(储能)锂离子电池生产项目签约。据悉,该项目总投资18亿,由深圳宁迪新能源有限公司投建,项目年产4GWh动力电池及储能电池,分两期建设。约定一期项目投产后3年内达产,实现年产值8亿元以上、年纳税5000万元以上。
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
“目前,单层石墨烯的市场公价是每克近千元,通过我们的特殊提取技术,可以使成本下降至目前的百分之一。”日前,在参观北京旭华时代科技有限公司(以下简称“北京旭华”)研发车间时,该公司董事长崔旭指着玻璃容器内的黑棕色液体向记者如此介绍。该公司曲面石墨烯已量产下线,当前产量达20吨;预计年
近日,工业和信息化部批复组建国家石墨烯创新中心、国家虚拟现实创新中心、国家超高清视频创新中心等3家国家制造业创新中心。国家石墨烯创新中心依托宁波石墨烯创新中心有限公司组建,建设地位于浙江宁波,股东单位充分汇聚了浙江、江苏、广东等14个省份的行业创新力量。国家石墨烯创新中心面向石墨烯
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相对于传统的双电层超级电容器(EDLCs)和可再充锂子电池(LIBs),由电容电极和电池型法拉第电极组成的杂化超级电容器(Hybridsupercapacitors,HSCs)能实现更高的能量密度和功率密度,这主要是由电池型电极更高的容量和电极对更宽的电压窗口引起的。因此,HSCs的研究引起了人们广泛关注。作为一种在碱性电
在2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈dot;杰姆和克斯特亚dot;诺沃消洛夫,他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片,将石墨薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,将石墨片一分为二,不断地这样操作,薄片越来越薄,最后他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。石墨烯是目前最结
早在2015年2月,雄心勃勃的欧洲“石墨烯旗舰计划”率先勾画出未来10年石墨烯科技路线图,旨在把这种神奇的二维材料从实验室推广到社会应用之中,引导科研机构及产业界开发相关应用产品。而短短两三年间,让欧洲人惊诧的是,中国石墨烯产业化速度日新月异,从世界范围来看,竟在石墨烯商业化应用中力拔
日前,由江苏中天科技股份有限公司(股票简称:中天科技)牵头,联合中国科学院过程工程研究所共同研制的金属(铝)基石墨烯复合材料(下称复合材料)取得突破性进展。该复合材料在保证实现实验室性能数据的前提下,已在工业化连铸连轧生产线上成功试生产,在石墨烯应用于金属领域的发展道路上迈出了关键一步
石墨烯是一种非常薄的碳晶体,仅有一个原子厚,但肉眼可见,同时其强度的钢铁的200倍、并且拥有极强的柔韧性,另外它还抗火、但却是非常棒的热导体。这种神奇的材料,可能是未来电池的关键、也可能重新塑造可穿戴设备和各种传感器。我们知道,可穿戴设备目前面对的一大挑战便是佩戴性。大多数智能手表
美都能源8月18日晚间公告,浙江美都墨烯科技有限公司近日收到国家知识产权局专利申请受理通知书3项。分别为,多孔四氧化三钴纳米片的制备方法(201610663761.4);石墨烯复合电极材料及制备方法(201610659180.3);石墨烯桥接的硅/碳复合材料及应用(201610663073.8)。据了解,2015年7月,美都能源与浙江大学
近期,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所应用等离子体研究室科研人员采用H2/Ar混合气体等离子体成功制备了纳米零价铁/石墨烯复合材料(NZVI/rGOs)储能材料,并应用于变价态易溶性放射性元素和金属离子的吸附与还原。纳米零价铁具有粒径小、反应活性高、还原能力强等优点。纳米零价铁对废
近日,哈尔滨工程大学学生团队研发出一种新型电极复合材料,可使电容器获得高密度功率、快速充放电和长时间使用等性能,经1000次循环测试,电容器比热容只衰减3%。目前笔记本电脑电池寿命一般为两年,该技术应用后,电池寿命将延长至四年以上。由于作为广泛应用的新兴材料石墨烯在水溶液中分解性不好,会降低电极的比电容。该学生团队将石墨烯膜与其他材料复合,最终形成电极复合材料。该电极复合材料提高了石墨烯膜的比容性,阻止了石墨烯的团聚,具有优异的循环稳定性和循环寿命,使电容器可快速充放电,制作简单,成本低,安全可靠,对环境及人体无害,可提高电动汽车快速启动性能和供电后备
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