電工所在高性能石墨烯基超級電容器研究中取得進展

超級電容器作為新型儲能器件，具有功率密度高、充電時間短、使用壽命長等優(yōu)點，但其能量密度一直受限于電極材料的性能。中科院電工研究所馬衍偉課題組通過金屬鎂熱還原二氧化碳氣體，成功制備出富含孔道結(jié)構(gòu)的石墨烯電極材料。

基于此石墨烯研制的超級電容器，在水系和有機電解液中表現(xiàn)出優(yōu)異的功率特性和循環(huán)壽命，在功率密度為1kW/kg的時候，能量密度高達80Wh/kg，遠高于目前商業(yè)化活性炭基超級電容器；并且當功率密度達到20kW/kg時，能量密度仍能保持在33Wh/kg。結(jié)果表明，該石墨烯基超級電容器在高功率/高能量密度的動力儲能器件上具有廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)成果發(fā)表在Nature旗下期刊Scientific Reports雜志（Sci. Rep., 2013, 3: 3534）。

此外，通過控制熱還原反應(yīng)溫度，該課題組還首次現(xiàn)實了對不同結(jié)構(gòu)碳納米材料的可控制備，其中包括管狀碳納米結(jié)構(gòu)和中空碳納米盒子。該項工作對宏量可控制備碳納米材料具有指導(dǎo)意義。

相關(guān)研究工作得到北京市科委和中國科學(xué)院項目的支持。