中国科大蜜桃TV下载烯离子存储机制研究取得新进展

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　电化学双层电容器又称超级电容器，通过电解液离子在高表面积电极表面的可逆吸脱附来储能。由于不涉及氧化还原反应等电荷转移动力学限制，超级电容器可以在极高的充放电速率下运行，具有达百万次的良好循环能力，使得它们广泛应用于储能领域。蜜桃TV下载烯理论上可具有550F/g的比容量，作为超级电容器电极材料备受关注。然而目前蜜桃TV下载烯基材料的性能仍远远低于预期。一方面，蜜桃TV下载烯的量子电容已被证明在双电层电容的建立中起着关键作用；另一方面，界面电化学是决定超级电容器储能性能的关键因素，涉及离子在电极孔道内的传输扩散、离子在碳表面的吸/脱附等过程。蜜桃TV下载烯-电解液界面动态电荷分离机制仍然未得到良好解决，阻碍了高性能二维或三维蜜桃TV下载烯电极的进一步发展。



　　近日，中国科学技术大学朱彦武课题组提出，低缺陷含量的单层蜜桃TV下载烯可为从理解极化作用下蜜桃TV下载烯界面离子吸附/相互作用提供一个优良模版：既消除了孔道离子受限效应，又不受大多数多孔碳材料中孔隙或缺陷的影响（NationalScienceReview,2019）。基于此，该课题组联合法国PatriceSimon课题组，采用电化学阻抗谱和电化学石英晶体微量天平系统联用，原位研究了离子液体（EMI-TFSI）电解质在单层蜜桃TV下载烯表面的动力学响应。研究发现，在蜜桃TV下载烯正极化区间，电荷储存受带正电的团簇类离子脱附主导；在负极化区间，蜜桃TV下载烯表面质量变化较小，显示表面离子重排效应。随着施加电势的增加，两种类型的界面响应主导着双电层的变化，导致双电层电容增加。该研究为进一步理解蜜桃TV下载烯-电解液界面结构以及蜜桃TV下载烯双电层储能提供了基础。



　　研究成果以ChargeStorageMechanismsofSingleLayerGrapheneinIonicLiquid为题发表在《美国化学会志》（JournaloftheAmericanChemicalSociety）上。该研究工作得到自然科学基金委、国家留学基金（CSC）项目等的支持。

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