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关键词： Ag@CoS/rGO电极   水热反应   物理化学特性   电化学性能   电化学超级电容器  

摘要： 合成混合金属/金属硫化物(Ag@CoS)与还原氧化石墨烯(rGO)的纳米复合材料(Ag@CoS/rGO),有可能用作超级电容器的电极。采用水热法成功地将Ag@CoS沉积在还原氧化石墨烯纳米片上,这意味着在还原氧化石墨烯骨架上生长出二维银和硫化钴基的六角形结构。对所合成的复合材料的结构、形貌和电化学行为进行研究。XRD结果表明,制备的纳米复合材料由于CoS和Ag的加入而呈六角结构。FTIR光谱中出现在470.33 cm^−1附近的谱带为Ag@CoS/rGO纳米复合材料中S—S键的吸收谱。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析材料清晰的六角结构,其晶粒尺寸从纳米级到微米级。该电极材料表现出良好的循环稳定性,当电流密度为0.5 A/g时,其比电容为1580 F/g。即使经过1000次循环,容量保持率也没有任何损失。由电化学行为研究结果可知,所制备的新型纳米复合材料非常适合用作电化学超级电容器的电极。

关键词： 电化学超级电容器   分级多孔结构   生物质衍生碳   混合复合材料   不对称超级电容器  

摘要： 近年来,随着全球经济的高速增长,全球变暖日益加剧,气候变化和能源消耗己成为世界面临的主要环境挑战之一。这些挑战加上能源安全问题,使越来越多的绿色和可持续能源以及与能源转换和储存有关的新技术成为必要。一般来说,如果人类想要以最小的环境代价在未来满足能源需求,就必须立即考虑到这些因素。面对能源安全和环境挑战,发展太阳能、风能等可持续能源的兴趣在不断增强。然而,利用这些固有的间歇性可再生能源产生的电力,需要具有有效的电能储存系统。因此,现实的解决方案是将能量通过电化学方法储存在化学储能装置(电池)和电化学电容器中。迄今为止己研发出了许多能源转换和储存技术,其目标是利用可持续能源。随着先进便携式设备、绿色能源采集系统和电动汽车的迅速发展,制造高功率、高能量密度的环保储能系统变得越来越重要。能源存储的基本要求是将一种能源转换成另一种能源,在需要时可以高效、方便和可靠地往返存储能源。储能系统必须具有高的能量和功率密度,高的转换效率,简单和快速的制备方式和尽可能低的成本。超级电容器和电池在实际应用己被证明是最有效的电化学转换和存储设备。用于将化学能转化为电能的储能系统的材料必须具有这种特殊用途的独特特性。考虑到影响电化学储能装置最终性能的因素,已有几种具有良好导电性、高表面积、机械强度和化学惰性的电极材料,并用于各种电化学应用[11-13]。随着清洁能源和可再生能源的发展,开发更高效的可持续或绿色的电极材料作为未来电化学储能的发展方向己成为迫切需要。鉴于此,研究的重点己转向利用农业生物质(废弃物),因为它们廉价、来源丰富、可再生,而且它们的使用不会对环境造成威胁。开发具有丰富孔隙度、可控形貌、表面化学改性和适当功能化的碳基电极材料仍需考虑到成本和环境因素。电化学能量存储器件的性能涉及到电极材料和电解质之间复杂且相互关联的物理化学过程。对多功能纳米结构复合材料的不同要求,如结构和电化学性能,必须同时进行设计和优化。电化学电容器由于具有提供高功率,高效率和极长循环寿命的能力而引起了相当大的关注,因为它们在储能领域可以集成甚至替代电池,特别是在需要高功率输送或提取时。然而,与电池相比,通常超级电容器在单位体积和单位重量的能量存储量较低。事实上,电极和电解质材料的性质对器件的最终电化学性能具有显着影响,因此,经设计后的纳米结构材料可以增强超级电容器最终的能量密度,功率密度和循环寿命。为了满足电子器件的要求,己经在电化学电容器技术领域开发了先进的纳米结构电极材料。本论文重点研究了新型层级结构生物质碳的选择,制备和测试其物理和电化学性能,使其用作电化学电容器的新型先进电极。在另一方面,本研究项目的目的是利用一系列工具通过简单的方法探索新型生态友好的电极材料,用来制造柔性高性能电化学电容器。由于能源危机和全球环境需求,发展绿色、高性能的电化学储能系统迫切需要寻找清洁、可持续和可再生的资源。超级电容器因其功率密度高、充放电速度快、循环寿命长、性价比高、环境友好等优点,在储能领域受到了广泛的关注。电极材料是超级电容器中最重要的电荷存储组成,它从能量和功率密度两方面影响着电化学电容器的电容性能。根据电极设计和储能机理,超级电容器可分为电双层电容器(EDLCs)和赝电容器。超级电容器的电化学性能可以由电极和电解质材料的物理化学性质来决定。一般来说,赝电容器的储能机理与电子和离子传递到电极材料内部结构所发生的快速可逆氧化还原反应有关。赝电容材料(包括金属氧化物/氢氧化物和导电聚合物)具有较差的循环稳定性和倍率性能。另一方面,电双层电容器(EDLCs)的电荷存储只涉及电极/电解质界面的电荷分离,这通常取决于电极材料(如碳纳米管石墨烯和活性炭)的高比表面积。与赝电容器相比,EDLCs具有良好的倍率性能、循环稳定性和高功率密度等优点。然而,由于发生了快速的氧化还原反应,赝电容器比EDLCs具有更高的电容和能量密度。一种好的EDLCs电极材料的设计不仅要具有能发生高效离子吸-脱附的高比表面积,而且还必须具有合理的孔结构,以便离子从溶液快速进入电极表面。发展高性能电化学EDLCs的策略主要依赖于开发具有良好的孔结构、形貌和杂原子掺杂的官能团的可持续、经济的电极材料。然而,与传统的碳基电极相比,EDLCs的能量密度较低(<10Wh kg-1)。这是因为比电容与表面积不是线性正相关的,而是强烈依赖于孔隙结构。因此,为了提高EDLCs的电容和能量密度,本研究旨在通过修饰大表面积的层级多孔碳提高碳基电极材料的容量,实现可控孔隙大小和不同赝电容杂原子对高性能EDLCs的发展至关重要。事实上,超级电容器的比电容不仅受电极表面积的影响,还受支架孔隙度的易接近性和润湿性等因素的影响。因此,在这方面,鉴于EDLCs潜在的应用规模,研究人员己将重点放在利用丰富的可再生和可持续资源生产层级多孔和杂原子掺杂的碳中。从农业生物质材料中提取的活性炭在生物质前体的性质中可能含有大量的杂原子,如O、

关键词： 存储技术   氧化还原液流电池   电化学超级电容器   储能技术   锂离子电池   展望   研发   电能  

摘要： 储能技术主要分为物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能、电介质储能、超导电磁储能等）、化学储能（如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、钠离子电池、锂离子电池、固态锂离子电池等、电化学超级电容器等）、储热储冷、储氢四大类。封闭的储氢和燃料电池联用可以看成一个储电装置,而连续供氢和燃料电池联用可以看成是发电装置。

关键词： 静电纺丝   聚丙烯腈纤维   电化学超级电容器   研究进展  

摘要： 归纳总结了静电纺丝聚丙烯腈纤维的制备及其在电化学超级电容器中的应用研究进展,根据所得材料的形貌与成分进行分类,分为多孔PAN基碳纳米纤维、掺杂PAN基碳纳米纤维和复合PAN基碳纳米纤维3大类,重点介绍如何采用不同处理方法在所得纤维上造孔、掺杂和复合,从而提高其电化学储能性能,并剖析了各种方法存在的优缺点,指出了进一步的改进提高方向。

关键词： 碳气凝胶   电化学超级电容器   活化工艺   比表面积  

摘要： 本文通过优化碳气凝胶前驱体的配比以及采用3种活化工艺,包括CO_2物理活化、KOH化学湿法活化以及CO_2、KOH两步活化工艺,研究了制备高比表面积碳气凝胶的工艺参数,并对碳气凝胶的微观结构和相应的电化学特性进行了表征和分析。结果表明,间苯二酚与碳酸钠的摩尔比(R/C)为1500时,获得的碳气凝胶比表面积达到820 m^2/g,比电容量为151 F/g;经物理活化、化学湿法活化以及两步活化工艺后获得的活化碳气凝胶的比表面积分别为1589 m^2/g、1480 m^2/g、2119 m^2/g,比电容量分别为181 F/g、229 F/g、259 F/g。相比之下两步活化法不但提升了碳气凝胶的比表面积,而且制备的碳气凝胶材料表现出更良好的电化学性能。

关键词： 水热合成   MnO2/CNPs   电化学超级电容器   电极材料  

摘要： 利用水热法合成了纳米棒状的MnO_2/碳纳米球(CNPs)作为电化学超级电容器的电极材料.利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射光谱分析(XRD)对样品的微观形貌、物相进行分析;利用循环伏安法和恒电流充放电测试材料的电化学性能.结果表明:纳米棒状MnO_2/CNPs复合材料具有良好的电化学性能.在0.1 A/g的电流密度,1 mol/L Na_2SO_4电解液中,电极材料的比电容高达305.6 F/g,远高于纯碳球的比电容(49.3 F/g),当电流密度增至5 A/g时,材料的比电容为235 F/g,比电容仍能保持76.9%.

关键词： 催化剂前驱体   碳纳米管   电化学超级电容器  

摘要： 采用柠檬酸络合法制备出六方晶系结构的LaNiO_3和正交晶系结构的La_2NiO_4 2种催化剂前驱体,运用化学气相沉积法制得2种碳纳米管(CNT)。运用XRD对2种催化剂及其前驱体晶体进行结构分析,运用TEM、孔隙比表面分析仪对2种CNT进行形貌和结构的表征,并将2种CNT分别组装成电化学超级电容器,进行了电化学储能性能测试。研究结果表明,在制备工艺和条件一致的情况下,LaNiO_3与La_2NiO_4在高温下分别还原为具有不同晶面含量的2种金属Ni纳米颗粒催化剂,通过该催化剂都可制备得到CNT,但所得CNT的产率、形貌、孔结构参数以及电化学储能性能都存在较大差异。通过分析得出这样的结论,CNT的产率、形貌和孔结构参数与催化剂有直接的关系,而CNT的形貌和孔结构参数又与其电化学储能性能有直接的关系。

关键词： 氮掺杂   纳米球   碳源   电化学超级电容器   聚合   硅源   介孔   分散  

摘要： 这里，我们报导一条新途径为很好驱散的做 N 的 mesoporous 碳 nanospheres (MCN ) 的合成经由碳来源(多巴胺) 和硅石来源(tetraethyl orthosilicate ) 的 copolymerization 作为 soft-to-hard templating 策略参考了，它为电气化学的 supercapacitor 展出高效。这个方法分别地克服不受管束的 dispersity 和软模板或难模板的方法的复杂过程的缺点。而且，综合 MCN 特征在一个壶合成期间由高贵金属的 nanoparticles 充实 heteroatom 做 N 和容易的 functionalization。所有上述字符在许多应用程序使同样准备的 MCN 成为一个有希望的平台。表明综合做氮的 MCN 的适用性，这材料为高效的电气化学的 supercapacitor 作为一个电极被采用了，它显示出 223 和 140 的一个电容 ? 在 0.5 和 10 的当前的密度的 F/g ? 在 1 的 A/g ? mol/L KOH 电解质分别地。

关键词： 电化学超级电容器   电极材料   研究  

摘要： 电化学有关超级电容器实际上是一种存在于蓄电池以及常规电容器中间的一种新型储能设备和器件,相较于常规电容器其有着更大的比能量,更高的比功率以及循环使用寿命。本文针对电化学方面的超级电容器有关电极材料进行分析。

关键词： 电化学超级电容器   负极材料   综述   高能量密度   电极材料   能源需求   功率密度   能量存储  

摘要： With increasing demands for clean and sustainable energy, the advantages of high power density, high efficiency, and long life expectancy have made supercapacitors one of the major emerging devices for electrochemical energy storage and power supply. However, one of the key challenges for SCs is their limited energy density, which has hindered their wider application in the field of energy storage. Despite significant progress has been achieved in the fabrication of high-energy density positive electrodes materials, negative electrode materials with high capacitance and a wide potential window are relatively less explored. In this review, we introduced some new negative electrode materials except for common carbon-based materials and what's more, based on our team's work recently, we put forward some new strategies to solve their inherent shortcoming as electrode material for SCs.