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????? 我院介觀化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡征教授課題組在超級(jí)電容器領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出一種比表面積大、導(dǎo)電性好、結(jié)構(gòu)規(guī)整、電化學(xué)穩(wěn)定性高的新型碳納米籠超級(jí)電容器電極材料，具有優(yōu)異的超級(jí)電容性能，應(yīng)用前景廣闊。相關(guān)研究論文“Carbon Nanocages as Supercapacitor Electrode Materials”近日以frontispiece論文發(fā)表于《先進(jìn)材料》(Adv. Mater. 24, 2012, 347-352)，第一作者為碩士生謝克，通信作者為王喜章教授及胡征教授。

????? 超級(jí)電容器（Supercapacitors）是一種新型的儲(chǔ)能環(huán)保電源，具有充電速度快、使用壽命長(zhǎng)、功率密度高、工作溫度范圍寬、環(huán)保節(jié)能等突出優(yōu)點(diǎn)。在能源危機(jī)及環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，超級(jí)電容器及其關(guān)鍵材料的研發(fā)已經(jīng)成為各發(fā)達(dá)國(guó)家重點(diǎn)扶持的戰(zhàn)略目標(biāo)，也被列入我們國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）。以碳材料為電極材料的超級(jí)電容器最具應(yīng)用價(jià)值，它基于電極材料和電解液界面的“雙電層”來(lái)存儲(chǔ)能量，其高比電容的獲得可借助容量計(jì)算公式C=εS/d來(lái)理解。這里ε為介電常數(shù)，S為有效比表面積(一般>1000 m²/g)，d為雙電層厚度(<1nm)，高S與低d值的共同作用使其在比容量方面具有傳統(tǒng)電解電容器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，可達(dá)0.1~0.4F/m²。影響超級(jí)電容性能的主要因素包括比表面積、孔徑分布、電導(dǎo)率、體積密度、表面官能團(tuán)等，其中孔結(jié)構(gòu)是影響性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。活性炭?jī)r(jià)格低廉，比表面積大，幾乎是目前市面上所有超級(jí)電容器產(chǎn)品的共同選擇，但其比電容和能量密度均比較小，且在大電流充放電情況下性能衰減嚴(yán)重。開(kāi)發(fā)孔結(jié)構(gòu)獨(dú)特、具有優(yōu)良超級(jí)電容性能的先進(jìn)碳材料為充滿競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)的前沿課題，事實(shí)上，伴隨著每一種新型碳材料（如碳納米管、石墨烯等）的出現(xiàn)，對(duì)其超級(jí)電容性能的研究和開(kāi)發(fā)均成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)心的重要內(nèi)容。

????? 經(jīng)過(guò)多年努力，胡征教授課題組發(fā)展了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)路線，合成了具有超大比表面（最大比表面>2000 m²/g）、獨(dú)特孔結(jié)構(gòu)、高石墨化程度的新型空心碳納米籠。以此為電極材料的超級(jí)電容器的最大比電容達(dá)~260 F/g，在高速充放電條件下仍然保持了很高的比電容：放電電流密度為10 A/g時(shí)比電容達(dá)~180 F/g，在100 A/g時(shí)比電容仍然>110 F/g，這種超高速充放電能力能夠與最近報(bào)道的經(jīng)復(fù)雜工藝制得的最好的石墨烯超級(jí)電容器相媲美。這種新型碳納米籠的高速充放電能力主要源于其高比表面、獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)及優(yōu)良的導(dǎo)電性，具有這種特性的碳材料不僅可望應(yīng)用于超級(jí)電容器領(lǐng)域，也是鋰離子電池、燃料電池、電催化、多相催化等領(lǐng)域有重要應(yīng)用前景的基礎(chǔ)材料。結(jié)合其低廉的造價(jià)，溫和的制備方法，這種新型碳納米籠材料有望產(chǎn)生重要而廣闊的應(yīng)用。

????? 胡征教授課題組在碳基納米材料的生長(zhǎng)機(jī)理、結(jié)構(gòu)調(diào)控及能源導(dǎo)向的功能化研究方面有長(zhǎng)期積累，有關(guān)成果相繼發(fā)表于JACS 126(2004)1180、Adv. Mater. 21(2009)4953、Energy Environ. Sci. 2(2009)224、Angew. Chem. Int. Ed. 50(2011) 7132等著名學(xué)術(shù)刊物并被Chemistry World專題評(píng)述，在推進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化方面也在進(jìn)行不懈努力。