王永剛教授及其合作者通過(guò)在電解液中引入雙極性有機(jī)自由基提升雙電層電容器能量密度
近日，復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系王永剛教授研究小組和華中科技大學(xué)李會(huì)巧教授團(tuán)隊(duì)合作，在雙電層電容器研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)工作“Electrochemical Double‐Layer Capacitor Energized by Adding an Ambipolar Organic Redox Radical into the Electrolyte”在線發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 8214-8218）上。
雙電層電容器具有超高的功率密度和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，但是其功率密度較低。通常的方法是對(duì)碳材料的孔徑/結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化或與贗電容材料復(fù)合以提高碳電極的容量，但是這會(huì)降低電極的振實(shí)密度、犧牲電極的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。與開(kāi)發(fā)先進(jìn)的電極材料不同，在傳統(tǒng)的惰性電解液中加入可溶的氧化還原活性物質(zhì)是一種新興的提高電極容量的方法。該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)在電解液中加入一種雙極性的有機(jī)自由基TEMPO（2, 2, 6, 6-tetramethylpiperidinyloxyl），同時(shí)增加了正負(fù)兩極的容量，進(jìn)而提高了雙電層電容器的能量密度。這一結(jié)果為提高雙電層電容器的能量密度而不影響其體積和循環(huán)穩(wěn)定性提供了一種新的有效路徑。
以上研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和教育部能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心（2011•iChEM）的資助。
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