• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Förbättrat men prisvärt material för superkondensatorer:Massproduktion av 3D mesoporösa grafen nanobollar

    3D mesoporös grafen. Kredit:UNIST

    Koreanska forskare från Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) utvecklade en ny metod för att massivt syntetisera förbättrade men prisvärda material för superkondensatorer.

    Superkondensatorer har väckt ökad uppmärksamhet på grund av sin långa livscykel, mycket reversibel laddningslagringsprocess och specifik effekttäthet tillsammans med ökad oro över uttömning av naturresurser.

    Grafen har erkänts som ett lovande aktivt material för superkondensatorer på grund av dess enastående elektriska ledningsförmåga och stora yta, eftersom de är de två viktigaste kraven för superkondensatorer.

    Bland de olika metoderna för tillverkning av grafenark, tekniken för kemisk ångavsättning (CVD) rekommenderas starkt på grund av den höga ledningsförmågan hos grafen som framställts. Men skalbarheten behövs fortfarande för kommersialisering. Dessutom krävde dessa begränsningar stort intresse för ytterligare förbättringar.

    Forskargruppen ledd av prof. Ji-Hyun Jang från UNIST, tidigare rapporterat ett nytt tillvägagångssätt för att syntetisera CVD-odlade tredimensionella grafen-nanonätverk (3-D GN) som kan massproduceras med bibehållen de utmärkta egenskaperna hos 2D-grafen och publiceras i Vetenskapliga rapporter i maj 2013.

    Här, Prof. Jang utökade sin tidigare forskning inom Vetenskapliga rapporter och demonstrerade en unik väg för att erhålla en massproducerbar mesoporös grafen nanoboll (MGB) med en stor yta och stor ledningsförmåga, via prekursorassisterad CVD, använda metallprekursorer som en katalysator som är tillämpbar på superkondensatorer.

    Prof. Ji-Hyun Jang är från Interdisciplinary School of Green Energy vid UNIST och forskarkollegorna inkluderar Jung-Soo Lee, Sun-I Kim och Jong-Chul Yoon från Interdisciplinary School of Green Energy vid UNIST.

    Jämfört med konventionella grafensyntesmetoder, ett nytt sätt, föreslagit av UNIST-forskargruppen, är skalbar och kan producera högkvalitativ och anpassningsbar grafen med bättre miljöpåverkan.

    Med de resulterande materialen, mesoporösa grafenbollar, superkondensatorns kapacitet har förbättrats avsevärt. På grund av den unika mesoporösa strukturen, tredimensionella nätverk bildas, som hjälper till att förbättra konduktiviteten. Vidare, mesoporer inuti grafenytorna inducerar nanokanaler för att transportera joner i elektrolyt, och förbättra egenskaperna hos superkondensator.

    MGB har en specifik yta på 508 m2/g och mesoporositet med en medelpordiameter på 4,27 nm. Konduktiviteten för det p-dopade MGB som erhållits från mer än 10 prover var 6,5 S/cm. Den MGB-baserade superkondensatorn visar bra prestanda, inklusive en utmärkt kapacitans på 206 F/g och 96 % retention av kapacitans efter 10, 000 cykler även vid hög strömtäthet.

    "Vårt arbete är mycket meningsfullt eftersom vi lyckas tillverka CVD-odlat grafen med höga kvaliteter i gramskala, ", sade prof. Jang. "När de mesoporösa grafenkulorna används som ett elektrodmaterial för superkondensator, det visar på stor potential för energilagringsenheter med hög effektivitet."

    Hon sa också "Om egenskaperna hos mesoporös grafen förbättras ytterligare genom kontinuerlig forskning, att utveckla ett elfordon med hög effekt kommer att bli en förverkligande inte bara en dröm, " visar deras framtida forskningsplan.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com