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  近日,由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所1109組研究員鄧偉僑和DNL21T3研究員吳忠?guī)涱I(lǐng)導(dǎo)的合作團(tuán)隊(duì),在尋找高比容超級電容器電極材料研究方面取得新進(jìn)展,制備出同時(shí)具有高比表面積和高含氮量的導(dǎo)電共軛微孔高分子,相關(guān)成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。  圖片來源大連化學(xué)物理研究所

2017-12-11 13:38:35 · 中國儀表網(wǎng) 閱讀:284
  近日,由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所1109組研究員鄧偉僑和DNL21T3研究員吳忠?guī)涱I(lǐng)導(dǎo)的合作團(tuán)隊(duì),在尋找高比容超級電容器電極材料研究方面取得新進(jìn)展,制備出同時(shí)具有高比表面積和高含氮量的導(dǎo)電共軛微孔高分子,相關(guān)成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。  圖片來源大連化學(xué)物理研究所
  近日,由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所1109組研究員鄧偉僑和DNL21T3研究員吳忠?guī)涱I(lǐng)導(dǎo)的合作團(tuán)隊(duì),在尋找高比容超級電容器電極材料研究方面取得新進(jìn)展,制備出同時(shí)具有高比表面積和高含氮量的導(dǎo)電共軛微孔高分子,相關(guān)成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。
 

 
圖片來源大連化學(xué)物理研究所。
 
  超級電容器作為一種新型環(huán)保儲能器件已被廣泛應(yīng)用于混合動力電動車。由于其通過雙電層機(jī)理在電極上存儲大量電荷,所以尋找具有高比表面積、高導(dǎo)電的電極材料(通常是多孔碳材料),成為提高器件容量的關(guān)鍵。研究人員發(fā)現(xiàn),氮摻雜的碳材料可以通過氮原子引入贗電容,從而能存儲更多的電能?;诘獡诫s碳材料的研究文獻(xiàn),高性能的電極材料需要同時(shí)具備高的比表面積和高的氮摻雜量,而這兩個(gè)因素在同一類材料中通常相違背。在目前報(bào)道用于超級電容器的先進(jìn)電極材料中,最大比表面積一般未超過3000m2/g,同時(shí)具有高比表面的材料氮摻雜量通常小于5at%。
 
  為攻克上述問題,該合作團(tuán)隊(duì)跳出氮摻雜的碳材料范疇,以TCNQ(7,7,8,8-四氰基對醌二甲烷)為單體,在離子熱條件下聚合獲得一系列基于共價(jià)三嗪框架結(jié)構(gòu)的、高比表面和高含氮量的導(dǎo)電共軛微孔高分子,并將其應(yīng)用于超級電容器電極材料。其中,同時(shí)具有3663m2/g的超高比表面積和8.13%的高氮含量的導(dǎo)電共軛微孔高分子能夠獲得較高的比容量383F/g,明顯高于商用活性炭的比容量(100-200F/g),并且具有顯著的循環(huán)穩(wěn)定性。這項(xiàng)工作首次得到了同時(shí)具有高比表面和高含氮量的導(dǎo)電共軛微孔高分子,為開發(fā)性能更高的超級電容器電極材料提供了新思路。
 
  1109組致力于共軛微孔高分子的模擬設(shè)計(jì)與合成應(yīng)用,開發(fā)出不同應(yīng)用的共軛微孔高分子系列材料,如儲氫材料、水處理材料、二氧化碳捕獲與轉(zhuǎn)化材料。DNL21T3致力于高比能、柔性化、微型化超級電容器開發(fā),開發(fā)出系列二維材料,如石墨烯和摻雜石墨烯、黑磷烯、MXene、聚合物和氧化物納米片。此次合作充分發(fā)揮了兩個(gè)團(tuán)隊(duì)的長處,共同圍繞一個(gè)重要研究方向,實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)領(lǐng)域的完美結(jié)合,有望推動微孔高分子與超級電容器交叉融合。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金,國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的資助。
 
  (原文標(biāo)題:大連化物所共軛微孔高分子應(yīng)用于超級電容器研究獲進(jìn)展)
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