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美国用新材料制更坚固的超级电容器电极

2020-07-06 14:58 来源: 打印 扫码手机看

  移动电子设备、电动汽车、无人机和其他技术的爆炸式增长,推动了人们对需要能够为此类设备提供动力的新型轻量化材料的需求。据外国媒体报道,美国休斯顿大学(the University of Houston)和德州农工大学(Texas A&M University)的研究人员利用由还原氧化石墨烯和芳纶纳米纤维制成了结构型超级电容器电极,而且此种电极比传统的碳基电极更坚固、更灵活。

  休斯顿大学研究团队还证明,与传统的建模方法(即多孔介质模型)相比,基于该材料纳米结构建模可以更准确地了解该复合电极中离子扩散情况及其相关特性。

  研究人员表示,更精确的建模法可以帮助研究人员找到更高效的新型纳米结构材料,而且此种材料能够在重量更轻的情况下,实现更长的电池寿命,提供更高的能量。

  研究人员知道,接受测试的材料,即还原氧化石墨烯和芳纶纳米纤维(或rGO/ANF)是一种很好的候选材料,因为其具备很强的电化学和机械性能。超级电容器电极通常由多孔碳基材料制成,可实现高效的电极性能。而还原氧化石墨烯主要就由碳制成,芳纶纳米纤维则提供了机械强度,增加了该电极的多功能性,让其可用于军事等多种应用。该研究也正好由美国空军科学研究办公室资助。

  目前的论文反映了研究人员对改进建模,以发明新能源材料感兴趣。研究人员表示:“大家想要的传达的是,传统模型,即基于多孔介质的模型,在设计此类新型纳米结构材料以及探究此类材料用于电极或其他储能设备时,可能还不够精确。原因在于多孔介质模型一般假设材料内部的孔隙大小均匀,而不是测量该材料的不同尺寸和几何特性。”

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