新颖的方法改善了基于石墨烯的超级电容器

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新颖的方法改善了基于石墨烯的超级电容器

随着人们越来越依赖便携式和无线电子产品,对集成式能量存储设备的需求正在迅速增长,全球对清洁能源(例如太阳能和风能)的需求也在增长。

这对先进的能量存储技术产生了指数需求,这些技术是可靠且免维护的电池和超级电容器(SC),具有高功率密度功能,可作为存储设备。超级电容器由于其环保和长循环特性而成为满足该需求的主要候选者。

清洁能源技术中心的集成纳米系统实验室(INSys Lab)的研究人员一直在研究改善超级电容器性能并满足增加存储容量需求的途径。

Mojtaba Amjadipour博士和Francesca Iacopi教授(数据与电气工程学院)以及Dawei Su博士(数学与物理科学学院)在2020年7月的《电池与超级电容》杂志上介绍了他们的前沿工作。“基于图形的固态超级电容器:通过原位电化学处理实现氧化还原反应”的重要性(被指定为具有正面覆盖位置的非常重要的论文)表明了他们在开发替代方法来扩展存储容量方面的创新性。

Iacopi博士说,团队中的多学科方法有助于发现她所说的简单过程。

“这项研究源于我们好奇地探索细胞的运行极限,使我们无法预料到有益的结果。如果不利用我们团队的互补专业知识,不了解观察到的改善的根本原因,就不可能控制该过程。 ”

传统上,超级电容器是用液体电解质制造的,这种电解质不能小型化,并且容易泄漏,这促使人们对基于凝胶的固态电解质进行研究。将这些电解质与碳基电极材料(例如石墨烯,氧化石墨烯和碳纳米管)结合使用对于提高能量存储性能至关重要。

直接在硅表面上制造的石墨烯或石墨碳为可嵌入集成系统的片上超级电容器提供了巨大潜力。研究见解表明,使用基于凝胶的电解质显着提高超级电容器性能的简单途径,这是制造准固态(凝胶)超级电容器的关键。

Iacopi博士说:“这种方法为开发进一步的小型片上能量存储系统提供了一条新途径,这些系统与硅电子产品兼容,可以满足操作集成智能系统的功率需求。”


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