近日,由南理工化工學院汪信教授課題組主持完成的一項研究成果“氧化石墨的雜化及其在能源中的應用”獲省科學技術獎一等獎,該成果將有望大幅提高能源儲存性能,讓“超級電池”走進人們的生活。
智能手機給人們的生活帶來了便捷,但耗電快是一個通病;電動汽車走俏,但續航能力和充電的便捷性不盡如人意。如今,各種便攜式電子設備的快速發展,迫切需要尋求高密度、長循環壽命、廉價清潔的新型儲能材料。眾所周知,石墨具有良好的化學穩定性,可作為耐火材料、導電材料、耐磨潤滑材料、高溫冶金材料,應用廣泛。石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體,是目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料,被稱為“黑金”,是“新材料之王”,被廣泛應用在儲能設備上。
如何讓電池的容量更大,儲蓄更多的電?“該項目就利用了氧化石墨的高比表面積和獨特的二維結構,建立了氧化石墨烯和金屬顆粒、金屬(氫)氧化物、導電高分子三類雜化材料的通用制備方法,擴大了石墨烯在燃料電池、超級電容器和鋰離子電池等能源領域的應用。”團隊成員、化工學院朱俊武教授告訴記者。與此同時,課題組還設計了雙親氧化石墨烯的制備及改性方法,解決了氧化石墨烯親水不親油的問題,并闡明了其雙親作用機理,為制備高性能石墨烯雜化材料提供了理論前提。“我們還解決了導電高分子材料在石墨烯片上負載不均的問題,構筑出高儲能密度石墨烯-聚苯胺雜化電極材料,為解決超級電容器能量密度偏低的問題提供了有效途徑。”朱俊武表示,超級電池已不是想象,有望走進千家萬戶。
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