工大要闻

我校在水滑石超级电容器电极材料结构调控领域取得重要成果

作者:材料学院  时间:2020-10-08 08:17:38  浏览:

近期,我校材料学院教师王晓亮团队在水滑石超级电容器电极材料结构调控领域取得重要成果。该成果发表在中科院工程技术一区TOP期刊Chemical Engineering Jounal(影响因子10.652,材料化学大类排名第9名),目前是我校独立署名单位发表的试验类最高影响因子的论文,提高了我校在该领域的知名度和影响力。这项工作的前期工作曾在中国材料大会2018、2019作学术报告。

该团队经过大量试验研究,发现了双阴离子同时插层的成分比例区间,提出了水滑石阴离子插层受控于离子浓度和电荷密度综合作用机制,合成得到了结构稳定的大尺寸双层间距结构水滑石超级电容器电极材料,其比容量在同期文献报道的同类材料中位列第一;同时提出了平均层间距的表征方法和计算方法,得到平均层间距与电容性能的正相关性。

这项工作开辟了水滑石等二维层状超级电容器电极材料结构调控的崭新领域,推动了化学储能领域的发展,使电动汽车续航里程提升1倍以上。这种层间距调控方法可推广到二维层状材料的多个应用领域,如在医药领域,可调控药物负载量,促进缓释药物功能提升;在生态环境领域,可调控离子吸附选择性和吸附量,提高离子吸附、分离性能,提高环保材料使用效率。

水滑石是一种高理论容量的超级电容器电极材料,充分开发性能潜力的方法是通过插层增大层间距。利用传统插层方法得到的单阴离子插层单一尺寸大层间距水滑石的结构不稳定,增大层间距的同时保持结构稳定性是水滑石结构调控的难题。

全文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125618


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