高導電性メソポラスグラフェンナノファイバーと,4Vの電容性能について
Chaojie Cui1, Weizhong Qian, Yuntao Yu
1Beijing Key Laboratory of Green Chemical Reaction Engineering and Technology, Department of Chemical Engineering, Tsinghua University , Beijing 100084, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|February 5, 2014
まとめ
私たちは,テンプレート化化学蒸気堆積法を使用して,高度に電気伝導性の高いグラフェンナノファイバー (GNFs) を開発しました. これらの新型GNFは,スーパーコンデンサエレクトロドの性能を上回り,高いエネルギー密度と安定性を示しています.
科学分野:
- 材料科学 材料科学とは
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 電気化学 電気化学について
背景:
- グラフェンナノファイバー (GNFs) は,エネルギー貯蔵装置のための有望な材料です.
- 高度な電気伝導性と安定したGNFの開発は,依然として課題です.
- 既存の炭素材料には,高性能スーパーキャパシターに必要な構造的,電気的性質が欠けていることが多い.
研究 の 目的:
- 一次元の,高度に電気伝導性のある,メソポラスなグラフェンナノファイバー (GNFs) を製造する.
- 合成されたGNFの構造的および電気的性質を調査する.
- 超電容器における電極としてのGNFの性能を評価する.
主な方法:
- テンプレートとしてMgCO3·3H2O繊維を用いた化学蒸気堆積法 (CVD) を利用しました.
- 模板のインサイト分解により,多孔性のMgO繊維が形成され,その後に炭素の堆積が起こります.
- 乾燥中にMgOの酸性除去とグラフェンの自己組み立て.
主要な成果:
- 高い構造的安定性を持つ1Dメソポラスグラフェンナノファイバーを成功裏に製造しました.
- 炭素ナノチューブ集積物より3倍高い電気伝導性を達成しました.
- 高エネルギー密度,高電力密度,サイクル安定性で優れたスーパーキャパシタ性能を示した.
- 高表面利用効率と容量 (15 μF/cm2) を示し,単一壁の炭素ナノチューブを上回った.
結論:
- テンプレートCVD方法は,高度に電気伝導性の高いメソポラスGNFを生成するのに有効です.
- GNFは,高性能超電容器のための高度な電極材料として大きな可能性を示しています.
- GNFのユニークな構造は,効率的なイオン拡散を促進し,電気化学的性能を高めます.
