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材化学院在储能材料领域取得重要进展
作者
吴名
来源
工学周报
点击数
更新时间
2010-07-02

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最近,超轻材料与表面技术教育部重点实验室范壮军教授,张密林教授在储能材料的研究方面取得重要进展,相关成果(A Three-Dimensional Carbon Nanotube/Graphene Sandwich and Its Application as Electrode in Supercapacitors,DOI: 10.1002/adma.201001029)发表于国际著名杂志《Advanced Materials》(IF:8.379)。

该成果首次报道了采用化学气相沉积法在石墨烯表面生长碳纳米管,制备出由1-D碳纳米管与2-D石墨烯片层组成的3-D三明治新结构炭材料。该材料在大电流充放电下具有高的容量保持率及循环寿命(容量为385 F/g,循环2000次后容量增加20%),显示出优良的电化学储能特性。同时,该新结构炭材料有望在锂离子电池、燃料电池及储氢等领域获得广泛地应用。

近年来,该研究小组以先进炭材料的设计、合成和性能探索作为研究方向。利用炭材料具有优良的孔结构、热、力学及导电性能,开展了炭材料在污水处理、储能及热管理等领域的研究工作。其中部分研究成果在炭材料和电化学领域的国际权威期刊发表了多篇学术论文(Carbon(IF:4.504), 2010,48:1731;Carbon, 2010,48(5):1686;Carbon, 2010,48(2):487;Carbon, 2010,48(1):309;Carbon,2009, 47(14):3371;Carbon, 2009, 47(1):337;Carbon, 2009,47(9):2296;Carbon, 2007,45:2692;Carbon, 2010,10.1016/j.carbon.2010.06.047;Carbon(Oil sorption and recovery by using vertically aligned carbon nanotubes), 2010, Accepted;Journal of Power Sources(IF:3.792),2010,195 (9):3041;Journal of Power Sources, 2009,194(2):1202;Electrochemistry Communications(IF:4.243), 2010, in press;Electrochimica Acta(IF:3.325), 2010, in press)。通过设计开发纳米碳复合材料作为储能电极材料,满足其在大电流充放电下仍具有优良的电化学储能特性。研制的电极材料比容量大于400 F/g,15000次充放电下容量衰减小于7 %,其能量密度大于40 Wh/kg,而最大功率密度大于45 KW/kg。

目前该课题组在电源系统的匹配、驱动模式及电极材料优化设计等方面开展研究,致力于在新能源领域的电动汽车、高功率脉冲电源、计算机后备电源和军事、航天、水下运载器等高性能储能器件获得应用。

文章录入:B_wanghuijun  编辑:小飞
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