研究人員開發新一代低成本超級電容器薄膜電極
2020-12-06 騰訊網
（圖源：阿肯色大學小石城分校官網）
蓋世汽車訊 據外媒報導，阿肯色大學小石城分校（University of Arkansas at Little Rock ）研究人員開發出一種低成本工藝，使用鈷金屬絡合物和聚吡咯導電聚合物，製造高功率、低成本的超級電容器薄膜電極材料。
超級電容器是可充電儲能設備，與傳統電池相比，可以更快地提供高功率密度電荷。A它的優點是充電速度快，在數百至數千次充電循環後，仍能保持存儲容量。超級電容器廣泛應用於各種領域，包括電動車輛的再生制動系統、無線通信和高功率雷射器。但是，電極材料的高成本阻礙這類器件的廣泛使用。因此，開發高電容材料（改善充放電循環），同時降低材料成本，非常重要。
聚吡咯（PPY）材料可以提高電容效率，因此獲得科學界的廣泛關注。在各類導電聚合物中，聚吡咯因其導電性高、成本低、易合成等優點，成為最有前途的導電聚合物。此外，PPy材料還表現出優異的氧化還原可逆性和環境穩定性。在本次研究中，研究人員將所製備的鈷（III）絡合物和聚吡咯（PPY）複合薄膜（CoN4-PPy），電化學沉積到玻璃碳工作電極表面。循環伏安法研究表明，與鹼性和有機溶液相比，CoN 4 -PPy在酸性電解液中的電荷儲存性能表現突出。
比電容增加的另一個原因可能在於薄膜製備方法。常見的製備技術有兩種：化學沉澱和電化學沉積。在第一種方法中，顆粒附聚和粘合劑問題阻礙材料的製備，因為材料的有效表面積減少，增加了內電阻，導致比電容較低。本次研究使用電化學沉積方法，將CoN 4分散到整個PPy薄膜，有效表面積很大。因此，該材料能夠產生具有大比電容的高電流密度。
領導這項研究的化學教授Anindya Ghosh博士說：「在工業應用中，我們可以使用低成本材料，通過簡單的技術，在不到一小時的時間內，為高性能超級電容器製造薄膜電極，從而顯著加快工藝流程，降低合成成本。」研究人員認為，他們的工作可以幫助科學界，甚至超出超級電容器電極領域，有望改變各種實際應用。
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