盐城工学院超级电容器 电极材料研究获重要成果

  近日,记者从盐城工学院获悉,一种多级孔结构碳材料在该校诞生。这一使用了新型纳米材料的超级电容器创造了全球超级电容器极快速充放电电容量的新纪录。

  据了解,超级电容器是一种功率密度大的储能装置,能够在极短时间内充放电,但是受制于能量密度小,应用范围远不如锂电池。为此,让新型电极材料在能量密度与功率密度之间达到平衡,成为科学家追求的目标。

  该研究负责人、盐城工学院江苏省新型环保重点实验室张峰博士介绍说,他们利用生物质壳聚糖作为碳源,采用二氧化硅微球为硬模板,并结合氢氧化钾化学活化法制备了一种具有多级孔结构的碳材料。第一级孔为壳聚糖凝胶冷冻干燥后形成的三维互相连通的微米级大孔网络;第二级孔为二氧化硅模板移除后形成的亚微米级孔洞,均匀密布在第一级孔的孔壁上;第三级孔为氢氧化钾活化形成的纳米级介孔和微孔,分布在第二级孔的表面。

  “实验结果和理论分析表明,多级孔结构的引入有利于电解质离子在电极中的快速扩散。”张峰说,同时,该多级孔结构泡沫碳材料的导电性与金属镍相当,保证了电子在电极材料内部的快速转移。庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离,使其具有惊人电容量。目前该研究成果已在线发表在《纳米快报》上。