超级电容器与电极材料 在21世纪,根难想象一个没有移动电话、笔记本电脑、照相机、智能手表、追踪器等便携式、可穿戴电子设备的世界会是什么样子,因为它们已经在很大程度上改变了人们的生活方式,也给人们的生活带来很多便利。 然而,由于这些智能电子设备越来越多的能量消耗,因此急需改进能源存储设备、当今,正在构建可持续清洁能源替代化石燃料的新时代,相当大的努力正致力于开发新的技术用于生产可再生能源,例如太阳能、风能、潮汐能,然而这其中最大的挑战是这些可再生能源的供应是间歇性的,强烈依赖自然环境。 另一个主要问题是这些可再生能源的地理 分布是不均衡的、就这一点而言,发展高效、稳定、环境友好型的电化学能源存储 (Electrochemical energy storage,EES)设备对于推进可再生能源的经济利用是必须的。 在众多的能源存储系统中,超级电容器 治,得到学术界和工业的广泛关注。 超级电容器和电池最基本的区别在于它们的电荷存储机制以及电极的材料/结构不同,通常,电池被设计成通过发生法拉第反应在电极材料中存储电荷,以提供较高的能量密度。 然而,超级电容器是通过表面电荷存储机制存储电荷,其能够提供较高的功率密度,目前双电层电容器(EDLC)是超级电容器重要的存储机制之一。 对于EDLC来说碳基材料中的比电容(SC) 在很大程度上受其孔结构和比表面积的影响,因为丰富的多孔结构和高的表面积可 能会缩短离子扩散距离并提供更多的活性位点,从而大大改善双电层形成中的电荷 积累过程,以此获得更大的EDLC电容。 因此,高性能的电极材料作为超级电容器的核心器件,它的开发对超级电容器来说是至关重要的。 多孔碳材料作为众多电极材料的中的一种,因其独特的多孔结构、高的比表面积和来源广泛、价格低廉等特点而成为超级电容器电极材料的优选之一,而五花八门的碳前体,如生物质、树脂以及大分子聚合物等已被科学家们广泛使用、然而由于上述所提到的碳前驱体都因自身的某些缺点,如由生物质所制备的多孔碳因其较低的比表面积而大大的限制了它们的性能,因此寻找一种新的合适的碳前驱体对超级电容器的发展至关重要 。 .超级电容器的电极材料 超级电容器的性能在很大程度上取决于电极材料和电解质、器件的组装是决定 超级电容器性能的重要因素。因此,根据电极材料的组装方式,超级电容器可以分成两类:对称型级电容器和不对称型超级电容器。 一些材料,例如纳米碳材料,过渡金属氧化物/氢氧化物/硫化物,导电聚合物作为有前景的柔性电极材料已经被 广泛研究。 此外,一些新兴的电极材料,例如MXenes,MOFs,POMs,BP也成为 研究热点。 重点有碳基电极材料~~~~
超级电容器与电极材料 在21世纪,根难想象一个没有移动电话、笔记本电脑、照
爱洛姆佳佳
2024-11-25 12:08:43
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