超級電容器 陸研發成功

中科院合肥物質科學研究院表示，中國專家成功研製出一種柔性全固態超級電容器，這種具有高性能雜原子摻雜石墨烯基納米結構的超級電容器首次實現了可規模化製造的突破。

新華社報導，該科研項目由中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所博士王奇課題組和南京師範大學教授韓敏課題組合作完成，部分研究成果已線上發表於國際知名材料學期刊「Small」上。隨著柔性可穿戴電子產品的需求快速增長，發展柔性的能量儲存裝置顯得迫切，其關鍵在於設計開發出兼具優異儲能和機械性質的電極材料。

王奇介紹，目前有兩類納米材料為高性能電極材料的設計帶來了新契機，分別是雜原子摻雜石墨烯和二維金屬硫化物納米結構，它們均有很大的應用前景，但是如何將這兩類材料有效「聯姻」，以製造出更高性能的電極材料，仍是材料科學和化學領域極具挑戰性的課題。

兩個課題組在研究過程中，巧妙地將有機分子的碳化、摻雜、相轉換和自組裝等重要的物理化學過程集成於一體，首次成功實現了硫摻雜石墨烯和硫化亞錫雜化納米片的原位合成與組裝，得到了新穎的三維納米結構，為延伸和拓展摻雜石墨烯材料在清潔能源、光電和傳感等重要技術領域的應用奠定了基礎。

在以氫氧化鉀溶液為電解液的電化學性能測試中，由上述納米結構所得三維石墨烯複合材料，電活性遠高於石墨烯複合物和其他電活性材料；而在此基礎上研製出的柔性全固態超級電容器器件，展現出優異的電化學儲能性能，循環性和穩定性尤其突出。

王奇表示，這項科研成果提出了原位集成和組裝二維納米結構單元來構建三維多孔雜化納米建築或骨架材料的新策略，且具備規模化製備的前景，為今後理性設計高性能的雜化電極材料，發展柔性功率源或能量儲存裝置鋪墊了道路。