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3868la银河总站:刘敬权教授团队在宽电位水系非对称超级电容器储能领域取得重要进展

发布时间:2022-04-14 作者: 来源:材料科学与工程学院 供稿审核: 浏览次数:1010

材料科学与工程学院刘敬权教授团队在宽电位水系非对称超级电容器领域取得重要进展,以Water-based asymmetric supercapacitors with 2.5 V wide potential and high energy density based on Na0.6CoO2 nanoarray formed via electrochemical oxidation”为题发表在国际碳材料顶级期刊Carbon上(https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.12.058),该杂志影响因子9.594,JCR一区。

刘敬权教授多年致力于高能量密度,低成本,长循环寿命的水系超级电容器电极材料的研发和制备。近年来,随着人口的快速增长和人们生活质量的提高,传统的不可再生能源已经不能满足人类日益增长的能源需求。然而,由于气候和地理条件的限制,风能和潮汐能等可再生能源无法持续供应。因此,开发高效、环保、低成本的新型储能装置对可再生能源的可持续利用具有重要意义。超级电容器由于具有功率密度高、稳定性好等优点,正成为一种重要的储能器件。水电解质超级电容器因环境友好比有机电解质超级电容器更具竞争力。然而,较低的能量密度仍是限制水电解质超级电容器发展的主要因素。刘敬权教授团队利用中性溶液1 M Na2SO4为电解液,通过电化学氧化的方法在碳布上成功制备了高钠含量的Na0.6CoO2电极作为正极。中性电解质中富集在电极表面的Na+能有效抑制H+在电极表面的进一步吸附,从而降低析氢反应活性,可使电极材料在0-1.2 V宽电位中稳定工作。同时,以碳层包覆的Fe2O3电极为负极,制备的Na0.6CoO2/CC// Fe2O3@C/CC全固态非对称超级电容器器件可在0-2.5 V 宽电位中稳定工作,在功率密度为1250 W kg-1的情况下,能量密度高达133.92 Wh kg-1。利用阳离子预嵌入Co3O4纳米阵列构建高工作电压复合电极具有广阔的应用前景。


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