npj:乘风破浪的新能源材料 —《无机材料学报》(2)
8. 量子点敏化太阳能电池:对电极能顶“半边天”
近年来, 通过改变和调控对电极的材料和电子特性提高量子点敏化太阳能电池(Quantum dot-sensitized solar cells, QDSCs)的光电效率的方法受到了广泛关注。吉林师范大学的李海波教授综述了QDSCs 对电极材料的制备方法、微观形貌和晶体结构; 重点分析了金属化合物、复合材料、杂化材料、多元金属硫族化合物、导电聚合物和碳材料对电极对QDSCs性能的影响; 并探讨了控制其电催化活性和电子传输性能的主要因素。最后,提出了今后提高QDSCs 转换效率和稳定性的研究重点和研究方向。
9.大自然的恩赐:树皮多孔活性炭电极
栓皮栎软木由紧密排列的空腔细胞组成,相邻的细胞形成排列紧密的蜂窝状结构,但是其出色的结构并未被充分利用。北京化工大学的李敏副教授和杨儒教授制备了具有多孔结构的栓皮栎软木基多孔活性炭,最大比表面积达到 2312 m2/g,具有特殊的微孔-介孔结构。在KOH 三电极体系中,0.1 A/g电流密度时比电容达296 F/g; 两电极体系中, 5 A/g时比电容达到 201 F/g,循环5000次后电容保持率达99.5%,电流密度0.5 A/g(174 F/g)至 50 A/g(140 F/g)时电容保持率达80.5%,能量密度高达19.62 Wh/kg。
10.碳纳米管:复合后的逆袭
碳材料具有比表面积大、导电性好的特点,但是作为电容器电极材料的比电容欠佳。闽南师范大学的汪庆祥教授制备了钼酸镍/多壁碳纳米管(NiMoO4/MWCNTs)复合材料。MWCNTs均匀地包覆在球状NiMoO4外表面,显著增强了NiMoO4的氧化还原信号和电荷转移动力学特性,具有更优秀的比电容、倍率特性及循环稳定性。电流密度为2 A/g时,复合材料的比电容高达1071 F/g;当电流密度增大到10 A/g时,比电容仍能保持原来的66.10%;在10 A/g的电流密度下,2500次循环充放电后,比电容保持率高达95.85%。
11.点石成金:表面活性剂增强电容器性能
为了优化电极微观结构,进而改善超级电容器性能,上海大学的陈益钢教授通过前驱体制备及硫化过程,采用水热法在泡沫镍上制备了纳米结构的NiCo2S4薄膜。制备过程中添加不同种类的表面活性剂会对NiCo2S4薄膜的形貌、结构和电容器电化学性能产生影响,导致NiCo2S4逐渐自组装形成三维纳米片网状结构。在所有的 NiCo2S4薄膜中, 添加十二烷基硫酸钠的薄膜表现出最高的比电容(在0.5 A/g电流密度下达到2893F/g)、出色的倍率特性(在10 A/g电流密度下达到1890.6 F/g)和良好的循环稳定性(1000次循环后保持率为96.1%)。
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文章来源:《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/zonghexinwen/2020/1008/329.html
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