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郭坤琨教授团队在超级电容器领域取得进展

发布者:发布时间:2019-04-08浏览量:

二氧化锰(MnO2)因具有价格低廉、环境友好、理论容量高等优点,成为研究最为广泛的超级电容器电极材料之一。然而MnO2循环稳定性和导电性较低,不能满足电子快速传输的需求,一定程度限制了其在超级电容器中的实际应用。为解决这一问题,郭坤琨教授课题组提出采用原位化学氧化还原方法,一维d-MnO2纳米线在分级有序介孔碳/石墨烯复合材料(C)的表面和介孔孔道沉积生长,成功制备出MnO2@C复合材料。该材料可以充分利用分级有序介孔碳的双电层电容和MnO2的赝电容之间的协同作用,有效提高超级电容器的电容性能。

实验和第一原理计算都证实,有序介孔碳(无定形碳)的介孔通道,有利于提供MnO2纳米线生长的成核位点。MnO2与无定形碳之间的强吸附相互作用导致MnO2C上的高沉积效率(98 %)和MnO2修饰的分级多孔碳复合材料(MnO2 @ C)的化学稳定性以及相对低的等效串联电阻。该MnO2@C复合材料呈现出优异的电化学行为,在6 M KOH电解液中比电容可达756.2 F g-1。以MnO2 @ CC作为正极和负极组装的非对称超级电容器在1 M Na2SO4电解液中呈现具有竞争性的能量功率密度(34.56 Wh kg-1?at?450 W kg-1)和良好的循环稳定性。该一维d-MnO2纳米线修饰的分级多孔碳复合材料将是未来高性能超级电容器电极材料中有力的竞争者。

该研究成果以“MnO2-decorated hierarchical porous carbon composites for highperformance asymmetric supercapacitors”为题发表在《Journal of Power Sources(IF=6.945)上。文章的第一作者为ag客户端苹果手机版下载硕士研究生谢仪,通讯作者为郭坤琨教授。

文章链接为https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.03.122



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