1319
2021-09-24
颗粒在线讯：近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员吴忠帅团队与澳大利亚迪肯大学教授类伟巍团队合作，制备出一种二维硼氮碳纳米筛材料，通过缺陷调控构筑出高比能微型超级电容器，并揭示出此电容器的储能机理。
微型超级电容器具有功率密度高和寿命长的优势，可作为柔性电子设备的微型供电电源。然而，微型超级电容器受限于双电层电极材料的比容量，导致器件的能量密度普遍不高。开发具有赝电容特性的二维碳材料被认为是具有前景的提升能量密度的方法，然而这类材料较少作为高能量密度微型电容器的电极材料，并且其储能机理尚不明确。
该工作中，科研人员可控地制备出一种二维硼氮碳纳米筛（BCNN）高性能电极材料，并以此构筑出高能量密度微型超级电容器（BCNN-MSCs）。合作团队通过调控二维硼氮碳纳米筛的缺陷程度，可有效调控BCNN-MSCs的面电容从30.5mF/cm2到80.1mF/cm2；当使用离子液体凝胶电解质时，BCNN-MSCs的能量密度可达到67.6mWh/cm3；通过理论计算进一步揭示了缺陷调控的机理，验证了微孔和硼氮原子掺杂协同提升了整体的量子电容，从而大幅度提高了整体电容；通过计算理论总电容，揭示出在低电压下微孔可以提高电容量，在较高电压下掺杂硼和氮可以提高电容。该策略为制备出新型二维赝电容特性的碳材料提供了新思路。
相关研究成果以Tailoring the defects of Two-dimensional Borocarbonitride Nanomesh for High Energy Density Micro-supercapacitor为题，发表在Energy Storage Materials上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院洁净能源创新研究院合作基金等的资助。
二维硼氮碳纳米筛的示意图（a）；高分辨TEM照片（b）。单层纯碳结构（Pure-BCNN）、微孔碳结构（Pore-BCNN）、氮掺杂碳结构（N-BCNN）和硼氮掺杂碳结构（BN-BCNN）的量子电容（c）；理论电容（d）
上一篇： 用于脊髓损伤修复的生物3D打印神经组织
版权与免责声明：
（1） 凡本网注明"来源：颗粒在线"的所有作品，版权均属于颗粒在线，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已获本网授权的作品，应在授权范围内使用，并注明"来源：颗粒在线"。违反上述声明者，本网将追究相关法律责任。
（2）本网凡注明"来源：xxx（非颗粒在线）"的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。
（3）如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
