近日,材料科學(xué)領(lǐng)域傳來重大喜訊,加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的化學(xué)家們成功研發(fā)出一種新型導(dǎo)電塑料,能夠大幅提升超級電容器的性能。
聚(3,4 - 乙烯二氧噻吩)(PEDOT)本就是應(yīng)用廣泛的導(dǎo)電塑料,但商業(yè)化的PEDOT材料因?qū)щ娦院捅砻娣e受限,在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域潛力未得到充分發(fā)揮。
UCLA的研究團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑,通過獨(dú)特的氣相生長工藝,制備出垂直排列的PEDOT納米纖維。他們先在石墨片上滴加含有氧化石墨烯納米片和三氯化鐵的液體,再將樣品暴露于PEDOT前體分子的蒸汽中,使聚合物形成了厚實(shí)的絨毛狀結(jié)構(gòu)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人驚喜。新型PEDOT材料導(dǎo)電性是商業(yè)化產(chǎn)品的100倍,電化學(xué)活性表面積是傳統(tǒng)PEDOT的四倍。其電荷存儲(chǔ)容量每平方厘米超過4600毫法拉,幾乎是傳統(tǒng)材料的十倍,還能經(jīng)受超過7萬次充放電循環(huán)。
超級電容器在混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車的動(dòng)能回收等領(lǐng)域至關(guān)重要。新型導(dǎo)電塑料的誕生,為開發(fā)更快、更高效、更耐用的超級電容器奠定了基礎(chǔ),有望推動(dòng)可再生能源行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
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