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                      作者:Xingbin Yan等 來源:《先進材料》 發布時間:2021/7/8 16:29:58
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                      中科院蘭州化物所在超級電容器應用拓展方面取得新進展

                       

                      超級電容器能夠提供超高的功率密度和超長的循環壽命,在輔助性應急電源、大功率電源、新能源電動車啟停電源、能量回收系統以及智能電網等方面得到了廣泛應用。然而,超級電容器相對于二次電池能量密度較低,在商用電化學儲能器件中的市場占比較低。因此,為了推進超級電容器的發展,在提高超級電容器的能量密度的同時,需要開發具有特殊功能的超級電容器來拓展其應用領域。
                       
                      近期,中國科學院蘭州化學物理研究所低維材料與化學儲能課題組通過合成聚陰離子/陽離子液體(圖1),然后與商業活性炭匹配成功的將二極管的單向導通特性整合到具有快速充放電特性的超級電容器中,實現了具備快速離子傳導和有效阻斷一側偏壓功能的超級電容器二極管(圖2)。
                       
                      這種新興的離子二極管有望應用于未來交流電路的矯正、信號處理與信號調控、離子邏輯電路(AND、OR、NAND等)以及神經形態學計算。相關成果以“Construction of Supercapacitor‐Based Ionic Diodes with Adjustable Bias Directions by Using Poly(ionic liquid) Electrolytes”為題發表在《Advanced Materials》期刊上。
                       
                       
                      圖1 聚合陰離子和聚合陽離子的結構示意圖
                       
                      該課題組多年來致力于超級電容器離子液體基電解液的調控。先后在Nature Communications(Nat. Commun., 2017, 8, 2188.)、Energy Storage Materials(Energy Storage Mater., 2019, 18, 253-259.)、Energy Environmental Science(Energy Environ. Sci., 2021, 14, 2859-2882.)和advanced Materials(Adv. Mater. 2021, 2100887)等期刊上發表了一系列相關科研進展。
                       
                       
                      圖2 雙向導通的超級電容器二極管的性能 (a) 正向導通超級電容器二極管的循環伏安曲線 (b) 正向導通超級電容器二極管的整流系數II (c) 正向導通超級電容器二極管的橫流充放電曲線 (d) 負向導通超級電容器二極管的循環伏安曲線  (e) 負向導通超級電容器二極管的整流系數II (f) 負向導通超級電容器二極管的橫流充放電曲線
                       
                      以上工作得到了國家自然科學基金、大連國家潔凈能源實驗室合作基金和肇慶市科技局的支持。(來源:中國科學院蘭州化學物理研究所)
                       

                       

                       
                       
                       
                      特別聲明:本文轉載僅僅是出于傳播信息的需要,并不意味著代表本網站觀點或證實其內容的真實性;如其他媒體、網站或個人從本網站轉載使用,須保留本網站注明的“來源”,并自負版權等法律責任;作者如果不希望被轉載或者聯系轉載稿費等事宜,請與我們接洽。
                       
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