高电导性介质石墨烯纳米纤维及其在4V的电容性能
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
概括
我们使用模板化化学蒸汽沉积方法开发了高度导电的石墨烯纳米纤维 (GNFs). 这些新型GNF为超级电容电极提供了优越的性能,显示出高能量密度和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 石墨烯纳米纤维 (GNFs) 是储能设备的有希望的材料.
- 开发高电导性和稳定的GNF仍然是一个挑战.
- 现有的碳材料往往缺乏高性能超级电容器所需的结构和电气性能.
研究的目的:
- 制造一个维的,高度导电的,半孔的石墨烯纳米纤维 (GNFs).
- 研究合成的GNFs的结构和电气特性.
- 为了评估GNF作为超级电容器中的电极的性能.
主要方法:
- 使用化学蒸汽沉积 (CVD) 方法,以MgCO3·3H2O纤维作为模板.
- 模板在现场分解为多孔的MgO纤维,然后进行碳沉积.
- 在干燥过程中以酸性去除MgO和石墨烯的自我组装.
主要成果:
- 成功制造出具有高结构稳定性的1D半孔石墨烯纳米纤维.
- 获得的电导率是碳纳米管聚合物的三倍.
- 证明了卓越的超级电容性能,具有高能量密度,高功率密度和循环稳定性.
- 展示了高表面利用效率和电容 (15μF/cm2) 超过单壁碳纳米管.
结论:
- 模板式CVD方法对于产生高电导度的半孔基基的有效.
- GNF显示出作为高性能超级电容器的先进电极材料的巨大潜力.
- GNFs的独特结构促进了有效的离子扩散,并提高了电化学性能.
