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石墨烯离子存储机理研究取得新进展

发布于：2024-06-06 编辑：匿名来源：网络

电化学双层电容器又称超级电容器，通过电解质离子在高表面积电极表面的可逆吸附和解吸来存储能量。

由于不涉及氧化还原反应等电荷转移动力学限制，超级电容器可以在极高的充放电倍率下工作，并具有高达100万次的良好循环能力，使其广泛应用于储能领域。

石墨烯理论上可以具有F/g的比容量，作为超级电容器电极材料备受关注。

然而，目前石墨烯基材料的表现仍远低于预期。

一方面，石墨烯的量子电容已被证明在双电层电容的建立中发挥着关键作用；另一方面，界面电化学是决定超级电容器储能性能的关键因素，涉及电极孔隙中离子的运动。

离子在碳表面的传输扩散、吸附/解吸等过程。

石墨烯-电解质界面的动态电荷分离机制仍未得到很好的解决，阻碍了高性能二维或三维石墨烯的进一步发展电极。

近日，中国科学技术大学朱彦武课题组提出，低缺陷含量的单层石墨烯可以为理解极化下石墨烯界面的离子吸附/相互作用提供极好的模板：它不仅消除了空穴离子限制效应，并且不受大多数??多孔碳材料中的孔隙或缺陷的影响（国家科学评论，；-文章/doi/10./nsr/nwz/）。

基于此，课题组联合法国Patrice Simon研究组，利用电化学阻抗谱和电化学石英晶体微天平系统，研究了离子液体（EMI-TFSI）电解质在单层石墨烯表面的动态变化。

现场。

石墨烯离子存储机理研究取得新进展

回复。

研究发现，在石墨烯的正极化范围内，电荷存储以带正电的簇离子的解吸为主；在负极化范围内，石墨烯的表面质量略有变化，表现出表面离子重排效应。

随着施加电势的增加，两种类型的界面响应主导双电层的变化，导致双电层电容增加。

该研究为进一步了解石墨烯-电解质界面结构和石墨烯双电层储能提供了基础。

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