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日前,中国科学院电工研究所马衍伟研究团队在石墨烯量化制备及高性能石墨烯基超级电容器方面取得进展,提出以二氧化碳为原料,采用自蔓延高温合成技术,成功实现了兼具高导电性和高比表面积石墨烯粉体的快速、绿色、低成本制备。相关研究结果已发表于国际期刊《先进材料》(Advanced Materials, 2017, 1604690),并申请了国家发明专利和PCT专利。
石墨烯是近年来备受各国重视的新型材料,但是高品质石墨烯的工业化大规模制备一直是世界性难题。目前,石墨烯粉体规模化制备的技术路线主要基于膨胀石墨剥离法和氧化石墨还原法,但是前者通常得到的是低比表面积的多层石墨片,而后者制备的石墨烯由于残留的氧官能基团和结构缺陷导致低导电性,严重制约了石墨烯的潜在应用。
针对上述问题,该团队采用二氧化碳为原料,金属镁粉为还原剂,纳米氧化镁为模板剂,通过镁粉在二氧化碳气氛中自蔓延燃烧方式,成功制备出富含介孔结构的石墨烯,如图1所示。目前所制的石墨烯电导率高达13000 S/m,比表面积为709 m2/g,综合性能优异,并在离子液体电解液中表现出优越的电化学性能。基于电极材料的比电容高达244 F/g,能量密度高达136 Wh/kg,功率密度高达1000 kW/kg,循环100万周后,容量保持率仍大于90%,如图2所示。该石墨烯制备方法反应过程耗时短、环境友好、成本低、易于工业化推广,将有力促进石墨烯在超级电容器等储能领域中的实际应用。
该研究与中科院理化技术研究所李江涛研究团队、中科院物理研究所李建奇研究团队合作完成,并获得了国家自然科学基金委项目的资助。
图1. 自蔓延高温合成制备石墨烯流程示意图
图2. 石墨烯基超级电容器的能量/功率性能和循环寿命
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日前,内蒙古工业大学阿如罕教授课题组在《RareMetals》期刊上发表了题为“Mechanismresearchprogressontransitionmetalcompoundelectrodematerialsforsupercapacitors”的综述文章,分析总结过渡金属化合物用作超级电容器电极材料的研究进展。该研究得到国家自然科学基金青年科学基金项目、内蒙古自然
在双碳目标指引下新能源发展迅速,电力系统能源结构日趋复杂,负荷随机性波动频繁,加剧了电网频率波动。而国内电力系统的调频任务主要由发电机组承担,存在响应速度慢、控制精度低的问题。维持电网频率在合理范围内,实现负荷需求保持平衡,灵活调频显得十分必要。大唐鲁北公司2台330兆瓦机组大唐鲁北
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。
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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
北极星储能网获悉,12月6日,华电电力科学研究院2MW超级电容储能系统集成试制、2MW飞轮储能系统集成试制招标。项目地址位于浙江杭州,2MW超级电容储能系统集成试制要求投标人提供(2018年至投标截止日)超级电容储能项目业绩至少1项或锂电储能业绩3项;2MW飞轮储能系统集成试制要求投标人提供(2018年1
11月1日,广东能源集团20兆瓦新型储能系统示范项目(以下简称“新型储能系统示范项目”)并网投产,该项目是广东省首个“锂电+超级电容器”火储联合调频项目,已列入国家重点研发计划“储能与智能电网技术”重点专项。新型储能系统示范项目场址位于广东省珠海市,通过创新性采用“16MW/8MWh磷酸铁锂电
北极星储能网获悉,日前,力神电池所属天津力神超电科技有限公司完成新型超级电容器单体及其首个高电压模组产品研制。据悉,该产品采用国内领先的结构设计,稳定性高,同时整个装配生产过程采用全自动生产线,整条产线布置MES系统,对每道工序、每个产品实现全程可监控、追溯,有效保证生产产品质量及
近日,许继集团承接的华能集团福建罗源电厂超级电容混合储能辅助火电机组AGC调频示范项目全功率投运成功,标志着“超级电容混合储能辅助火电机组AGC调频技术研究及示范应用”项目成功实施,该项目也是国内首个大容量超级电容混合储能调频项目。许继为该项目提供了8套2.5MW储能调频PCS升压一体机系统和6
北极星储能网获悉,近日,江苏无锡太湖新城20千伏设备能源互联网改造工程项目超级电容储能系统成交候选人公示,中标候选人第一名为烯晶碳能电子科技无锡有限公司。据招标公告,该江苏无锡太湖新城20千伏设备能源互联网改造工程项目超级电容储能系统采购招标人为国电南瑞南京控制系统有限公司。本招标项
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由碳原子以sp2杂化形成具有蜂窝状结构的单原子层厚度的二维材料石墨烯,是构筑零维富勒烯,一维碳纳米管和三维石墨的基本结构单元。石墨烯最早在2004年由英国曼切斯特大学的科学家采用机械剥离法获得,并被证明是在室温条件下真实存在的-种最薄的材料。世界各国均高度重视开展石墨烯的基础研究并积
随着科学技术的进步,工业化和信息化的迅速发展,计算机、移动电话、照相机等电子产品已成为生活中的必需品。由台式机向笔记本电脑、座机向移动电话的转变,都表明人类对电子设备的要求已不仅仅局限在可使用,而是逐步向便携化迈进。这就要求电子设备的储能系统必须具备长时间的供电能力,才可使电子设
3月16日从中科院获悉,近日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所博士王奇和南京师范大学教授韩敏课题组合作,在高性能杂原子掺杂石墨烯基纳米结构的规模化制备及其在柔性全固态超级电容器应用方面取得新进展。部分研究成果已在线发表于国际期刊Small上,并被选为该杂志的InsideFrontCover
小烯导读:一年一度的MWC世界移动通信大会3月初在巴塞罗那落下帷幕,在本届大会上设置的石墨烯体验区取得了巨大的成功,来自全球上百个不同国家的观众不断前来参观和体验石墨烯的功能。该体验区重点展示了五个创新领域:物联网和传感器、可穿戴设备和健康、数据通信、能源、复合材料。每个区域包含由领
近日,中科院大连化物所吴忠帅团队与包信和团队在柔性化、平面化、集成化的全石墨烯基超级电容器研究方面取得新进展,实现了在一个基底上制造具有任意形状的超级电容器及其模块化集成,相关成果发表在《美国化学会纳米期刊》上。研究人员以电化学剥离石墨烯为电极材料,纳米氧化石墨烯为隔膜,在形状可
11月15日,中科院大连化物所吴忠帅研究员带领二维材料与能源器件研究团队在柔性化、微型化石墨烯基超级电容器的研究方面取得新进展,成功获得了二维噻吩纳米片与石墨烯叠层结构复合薄膜,并应用于高性能、柔性化、微型化超级电容器。相关的研究成果发表在德国先进材料AdvancedMaterials杂志上。随着高
9月28日从常州立方能源技术有限公司获悉,该公司经过几年研发的石墨烯基超级电容器取得重大突破。经相关部门检测,具备环保、百万次充放和不燃、不爆、抗低温等功能,系列产品即将批量投产。9月28日,哈萨克斯坦国家顾问、国会议员、电力机械专家亚库舍维奇谢尔盖伊里伊奇专程来到立方公司,就明年在哈
摘要:同传统二次电池相比,超级电容器具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优点,是一种新型高效的储能装置,提升其能量密度是目前主要的研究方向。石墨烯作为一种新型二维碳材料,具有电导率高、比表面积大、化学稳定性强等优异特点,是超级电容器的理想电极材料。综述了近几年石墨烯基电极材
2012-2015年间,国内超级电容器的市场规模由19.4亿元增长到超过70亿元,发展迅速。在业内人士看来,随着国家政策支持力度的加大以及技术的不断升级,超级电容器市场产业链爆发在即。石墨烯作为未来最有潜力的超级电容电极材料之一,能否搭上这趟快车呢?让我们一起看看。国务院发文支持轨道交通建设,
石墨烯于2004年问世,是目前已知的最薄、强度最大、导电导热性能最好的一种新型纳米材料,是头发丝的20万分之一,强度是钢的200倍。被称为“黑金”、“新材料之王”。科学家甚至预言它将“彻底改变21世纪”,其应用领域几乎无所不及,包括生物医药领域、物理分离领域、军事用途领域以及锂电池领域等等
一、2020年石墨烯粉体市场规模预测由于石墨烯在力学、热学、电学等方面都具有优异的性能,石墨烯粉体可应用在材料学的各个领域,比如防腐涂料添加剂、导热膜、锂电池正极导电添加剂、超级电容、塑胶/石墨烯或金属/石墨烯复合材料等,石墨烯粉体主要是以添加剂的形式和别的材料形成混合或者复合材料(除
工信部、国家发改委、科技部近日联合发布的《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》(下称《意见》)提出,推进石墨烯产业绿色、循环、低碳发展,鼓励石墨烯粉体制备与天然石墨资源开发有机结合。《意见》提出,石墨烯是在光、电、热、力等方面具有优异性能,极具应用潜力、可广泛服务于经济社会发展的
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