高性能超級電容器材料的構筑以及應用情況
超級電容器是介于傳統電容器和充電電池之間的一類新型儲能器件，由于具有高能量密度、長循環使用壽命、快速充放電等優點，是電化學儲能領域的研究熱點。
近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所環境與能源納米材料中心在高性能超級電容器材料構筑及應用方面取得新進展。相關研究成果以全文形式在Journal of Materials Chemistry A (J. Mater. Chem. A 4 (2016) 17080-17086)上發表。
根據儲能機制，超級電容器主要分為基于碳材料的雙電層電容器和基于金屬（氫）/氧化物的贗電容電容器兩類。一般來說，碳材料主要依靠電極表面的電荷層進行儲能，而Ru、Mn、Ti、Ni、Co等金屬氧化物/氫氧化物主要通過可逆的氧化還原電荷轉移來實現電化學儲能。其中Ni、Co等過渡金屬氧化物/氫氧化物由于具有高理論電容和低成本的優勢，是實現超級電容器大規模應用的理想材料，但較差的導電性和循環穩定性限制了其在高倍率充放電條件下性能的充分發揮。
為克服以上述缺點，相關研究人員以NaCl晶體為多孔結構模板，葡萄糖為碳源，在高溫下與Co、Ni鹽同時熱解，成功構筑出一種超細鎳鈷合金納米粒子負載的三維多孔石墨碳復合材料（3D Ni–Co@PGC）（如圖所示）。采用上述方法所構筑的復合材料具有高的比表面，有利于反應活性位的充分暴露；同時，多孔結構有助于電化學反應過程中的傳質；所形成的超細Ni-Co合金納米粒子一方面可直接作為電流集流體，另一方面，在堿性電解質中其表面可活化為相應的金屬氧化物/氫氧化物作為反應活性位點。綜合以上優點，所制備的材料同時兼具雙電層電容和贋電容儲能能力，展現出較高的電容器應用性能和循環穩定性。該研究成果為設計高能量密度和循環穩定性的儲能材料提供了新的研究思路。該工作得到中科院百人計劃、國家自然科學基金和**團隊項目的資助。
檢測儀器導讀：紫外線燈、鐵素體含量檢測儀。
