新型炭材料创下储能纪录 有望推动超级电容发展

来源: 学习网
2024-06-16 09:04:06

  研究人员表示,他们创造了一种具有增强的物理化学和电化学性质的炭材料,将炭基超级电容的储能界限推向了新的水平。这是有记录以来多孔炭的最高存储容量,是一个“真正的里程碑”。

  商用超级电容有两个电极,即一个阳极和一个阴极,它们是分开的,并浸泡在电解液中。在电解液和炭之间的界面上,双电层可逆地分离电荷。制造超级电容电极的首选材料是多孔炭。这些孔为存储静电电荷提供了很大的表面积。

  新研究中,研究人员利用机器学习,建立了一个人工神经网络模型,并对其进行训练,以开发一种用于能量输送的“梦想材料”。该模型预测,如果炭与氧和氮掺杂,炭电极的最高电容将达到每克570法拉。

  于是,研究人员设计了一种非常多孔的掺杂炭,它可为界面电化学反应提供巨大的表面积。随后,他们合成了一种用于储存和传输电荷的新材料——富氧炭框架。

  合成材料的电容为每克611法拉,是典型商业材料的4倍。这种材料的表面积是有记录以来最高的炭基材料之一,每克重量的表面积超过4000平方米。团队表示,这项研究有可能加速超级电容用炭材料的开发和优化。

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