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高义华教授团队在超级电容器研究领域取得进展

来源:物理学院 点击次数:2787次 发布时间:2017-02-14 09:36:07 编辑:宣传部

  新闻网讯(通讯员 刘欢)1月23日,美国化学学会旗下著名期刊《美国化学学会:纳度》(ACS Nano)在线发表了物理学院和光电国家实验室双聘教授高义华团队的最新研究成果:《石墨烯基纤维弹簧高度可拉伸和自修复超级电容器》(Highly Stretchable and Self-Healable Supercapacitor with Reduced Graphene Oxide Based Fiber Springs)。王思亮博士为第一作者,高义华教授为通讯作者,刘逆霜副教授为共同通讯作者。


  近年来,随着便携式和可穿戴式电子器件的大规模应用,超级电容器作为其能源供应的基本单元显得尤为重要。然而,在实际应用中超级电容器极易受到机械变形和损伤而导致其性能骤减,因此开发研究具有可拉伸性和自修复性的超级电容器成为当前该研究领域的一个前沿热点。


  目前,可拉伸超级电容器的电极一般需要额外的可拉伸基底以保证其整体的机械性能。但额外的基底增加了器件的质量和体积,导致其性能下降,更为棘手的是额外的基底会使超级电容器的功能性集成变得更加困难。基于此,高义华团队通过不断的实验和尝试,巧妙的采用不需要额外基底的本征可拉伸还原石墨烯基纤维弹簧作为可拉伸电极,并选择具有自修复功能的聚氨酯作为保护壳,赋予了超级电容器可拉伸性和自修复性的双重功能。


  研究表明,采用了自修复聚氨酯包裹的还原石墨烯基纤维弹簧超级电容器具有优良的可拉伸性(拉伸100%,电容保存82.4%)和自修复性(自修复3次,电容保存54.2%)。将自修复后的超级电容器用于驱动钙钛矿纳米线光探测器,其性能没有表现出明显衰减。该工作提供了一种制备多功能超级电容器和下一代多功能电子器件的方法,开辟了通过延长可拉伸电子器件寿命以满足可持续性需求的新途径。


  该工作得到了国家自然科学基金等项目支持。


论文链接:


http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b08262