【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】什么是石墨烯呢？據(jù)了解，石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來革命性的材料。
石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)可以通過電場(chǎng)作用改變化學(xué)勢(shì)而被觀察到，而科學(xué)家在室溫條件下就觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應(yīng)。 石墨烯中的載流子遵循一種特殊的量子隧道效應(yīng)，在碰到雜質(zhì)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生背散射，這是石墨烯局域超強(qiáng)導(dǎo)電性以及很高的載流子遷移率的原因。
小編理解到：近日，石墨烯又有新應(yīng)用，就是可調(diào)層間距、高效孔的電化學(xué)電容儲(chǔ)能研究。研究人員制備了不同比例的氧化石墨烯和熱膨脹還原石墨烯的混合溶液，經(jīng)過真空抽濾，得到片層間距可調(diào)節(jié)的復(fù)合石墨烯基薄膜。通過調(diào)控片層間距，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化整個(gè)電極材料孔隙率的效果。
電化學(xué)電容器具有可快速充電、功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，可用作大功率電源，在混合電動(dòng)汽車、備用電源、便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域都具有廣闊的發(fā)展前景。然而電化學(xué)電容器相比于電池其能量密度較低，即單位體積內(nèi)儲(chǔ)存的能量低，限制了其更廣泛的應(yīng)用范圍，尤其是在便攜式智能設(shè)備中的應(yīng)用， 需要進(jìn)一步提高體積能量密度。
電化學(xué)電容器的單元由一對(duì)電極，隔膜和電解質(zhì)組成，兩電極之間為電子阻塞離子導(dǎo)通的隔膜，隔膜及電極均浸有電解質(zhì)。用于電化學(xué)電容器電極材料的主要有碳材料、金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物等。碳基材料是目前工業(yè)化成功的超級(jí)電容器電極材料，近來的研究主要集中在提高材料的比表面積和控制材料的孔徑及孔徑分布。
此外，當(dāng)電極材料的孔隙尺寸與電解液的離子尺寸相匹配時(shí)，孔隙的空間利用達(dá)到了優(yōu)化，從而極大化了體積能量密度。在此基礎(chǔ)上，科研人員設(shè)計(jì)了全固態(tài)柔性電化學(xué)電容器，石墨烯薄膜電極材料本身良好的彎折性能，保證了整個(gè)器件的柔性，并進(jìn)一步發(fā)展了智能器件，通過根據(jù)實(shí)際需求改變電路連接方式，實(shí)現(xiàn)了不同的輸出效果。
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