基于石墨烯改进的超级电容器可满足不断增长的存储容量需求

随着人们越来越依赖于便携式和无线电子产品，对集成式能量存储设备的需求正在迅速增长，全球对清洁能源（例如太阳能和风能）的需求也在增长。

这对高级能量存储技术产生了指数需求，这些技术是可靠的，免维护的电池和具有高功率密度功能的超级电容器（SC）作为存储设备。超级电容器因其环保和长循环特性而成为满足这一需求的主要候选者。

清洁能源技术中心的集成纳米系统实验室（INSys Lab）的研究人员一直在研究改善超级电容器性能并满足增加存储容量需求的途径。

Mojtaba Amjadipour博士和Francesca Iacopi教授（数据与电气工程学院）以及Dawei Su博士（数学与物理科学学院）在2020年7月的《电池与超级电容》杂志上介绍了他们的前沿工作。基于石墨的固态超级电容器 的突出表现：通过原位电化学处理实现氧化还原反应 -被指定为具有封面的位置非常重要的论文-表明了他们的研究在开发替代方法以扩展存储容量方面的创新性

Iacopi博士说，团队中的多学科方法有助于发现她所说的简单过程。

“这项研究源于我们对细胞操作极限的好奇心，使我们获得了无法预料的有益结果。如果不借助我们团队的互补专业知识，不了解观察到的改进的根本原因，就无法控制该过程。”

传统上，超级电容器是用液体电解质制造的，液体电解质无法小型化，并且容易泄漏，这促使人们对基于凝胶的固态电解质进行研究。将这些电解质与碳基电极材料（例如石墨烯，氧化石墨烯和碳纳米管）结合使用对于提高能量存储性能至关重要。

直接制造在硅表面上的石墨烯或石墨碳为可嵌入集成系统的片上超级电容器提供了巨大潜力。研究见解表明，使用基于凝胶的电解质显着提高超级电容器性能的简单途径，这是制造准固态（凝胶）超级电容器的关键。

Iacopi博士说：“这种方法为开发进一步的小型片上储能系统提供了一条新途径，该系统与硅电子产品兼容，可以满足操作集成智能系统的功率需求。”

参考：Mojtaba Amjadipour博士，Su Dawei Su博士和Francesca Iacopi教授于2020年6月17日发表的“基于石墨的固态超级电容器：通过原位电化学处理实现氧化还原反应”，电池和超级电容器。
DOI：10.1002 / batt.202000129

电池和超级电容由Wiley VCH代表《欧洲化学》出版。感兴趣的领域包括纯电池和应用电池研究，电池电化学，电极材料，电池设计，电池系统和应用，混合电池系统。