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石墨烯量化制备及高性能超级电容器研究获进展

日前,中国科学院电工研究所马衍伟研究团队在石墨烯量化制备及高性能石墨烯基超级电容器方面取得进展,提出以二氧化碳为原料,采用自蔓延高温合成技术,成功实现了兼具高导电性和高比表面积石墨烯粉体的快速、绿色、低成本制备。相关研究结果已发表于国际期刊《先进材料》(Advanced Materials, 2017, 1604690),并申请了国家发明专利和PCT专利。 石墨烯是近年来备受各国重视的新型材料,但是高品质石墨烯的工业化大规模制备一直是世界性难题。目前,石墨烯粉体规模化制备的技术路线主要基于膨胀石墨剥离法和氧化石墨还原法,但是前者通常得到的是低比表面积的多层石墨片,而后者制备的石墨烯由于残留的氧官能基团和结构缺陷导致低导电性,严重制约了石墨烯的潜在应用。 针对上述问题,该团队采用二氧化碳为原料,金属镁粉为还原剂,纳米氧化镁为模板剂,通过镁粉在二氧化碳气氛中自蔓延燃烧方式,成功制备出富含介孔结构的石墨烯,如图1所示。目前所制......阅读全文

芯片超级电容器又添新材料

  多年来,能装在芯片上的微小超级电容一直广受科学家追捧,决定电容器性能的关键是其电极材料,有潜力的“选手”包括石墨烯、碳化钛和多孔碳等。据德国《光谱》杂志网站近日报道,芬兰国家技术研究中心(VTT)研究团队最近把目光转向了一种“不可能”的弱电材料——多孔硅,为了把它变成强大的电容器,团队创新性地在

中科院金属所研发出高能量密度锂离子超级电容器

  记者日前从中科院金属所获悉,该所沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部的科研人员在超级电容器领域取得一系列突破,研发出高能量密度的锂离子超级电容器。  研究发现,造成超级电容器低能量密度的根源之一是组装成器件后,正、负电极无法在最优的电位窗口下工作。为解决这一问题,他们提出了新的方法,极

兰州化物所超级电容器用石墨烯电极材料研究获进展

    石墨烯因具有优异的物理、化学以及机械性能而成为材料领域的研究热点之一,国内外研究人员围绕石墨烯的可控制备及其在化学储能器件中的应用开展了大量的研究工作。在中科院“百人计划”和国家自然科学基金项目支持下,中国科学院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室低维材料与化学储能

研制出硫掺杂石墨烯基柔性全固态超级电容器

  近日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所博士王奇和南京师范大学教授韩敏课题组合作,在高性能杂原子掺杂石墨烯基纳米结构的规模化制备及其在柔性全固态超级电容器应用方面取得新进展。部分研究成果已在线发表于国际期刊Small上,并被选为该杂志的Inside Front Cover。  为满足

电工所制备出具有高电位窗口的柔性固态超级电容器

  中国科学院电工研究所马衍伟课题组开发出具有3.5V电压窗口的高能量密度柔性固态超级电容器。高电压柔性固态超级电容器的循环伏安曲线图  日前,中国科学院电工研究所超导与能源新材料研究部马衍伟课题组采用多级次石墨烯复合电极与离子液体凝胶聚合物电解质,首次开发出具有3.5V电压窗口的高能量密度柔性固态

物理所利用强激光获得大能量太赫兹辐射

  近日,中国科学技术大学谢毅团队吴长征课题组与刘光明课题组合作,将具有独特离子通道的新型两性凝胶电解质用于全固态超级电容器,获得了目前石墨烯基全固态超级电容器的最优性能。该两性凝胶电解质有望成为全固态超级电容器领域中的新型高效电解质。该研究成果5月26日在线发表在Nature Communicat

中国科大发明用于全固态超级电容器的新型高效电解质

  近日,中国科学技术大学谢毅团队吴长征课题组与刘光明课题组合作,将具有独特离子通道的新型两性凝胶电解质用于全固态超级电容器,获得了目前石墨烯基全固态超级电容器的最优性能。该两性凝胶电解质有望成为全固态超级电容器领域中的新型高效电解质。该研究成果5月26日在线发表在Nature Communicat

可“呼吸”二氧化碳电池有了雏形

  近日,南开大学化学学院周震教授课题组发现一种可呼吸二氧化碳电池。这种电池以石墨烯用作锂二氧化碳电池的空气电极,以金属锂作负极,吸收空气中的二氧化碳释放能量。   可充电锂二氧化碳电池的构想迸发于课题组成员苏利伟博士三年前的一次实验。他发现,碳酸盐做锂离子电池负极储锂容量异常高,且在反应过程中产生

站立石墨烯微型超级电容器研究取得新进展

  近日,中科院大连化物所吴忠帅研究员与包信和院士、中科院物理研究所郭丽伟研究员合作,采用高温热解SiC法制备出高堆叠密度、单取向阵列、直接键合基底的站立石墨烯,并将其应用于高功率微型超级电容器。相关研究成果发表在美国化学会纳米期刊上。  多功能集成电路的不断发展增加了对小型化、集成化微纳储能系统的

石墨烯传感器可在单分子水平上检测室内空气污染

  英国南安普顿大学和日本先进科学技术研究所的科学家研发了一种以石墨烯为原材料的传感器,能检测出室内空气污染且精度极高。这一研究近日发表在《科学进展》期刊上。   新研发的传感器可以感应到来自建筑、家具用品的二氧化碳分子以及挥发性有机化合物(VOC)气体分子。   近年来,由个人居住环境中的空气污染

以石墨烯为原材料的传感器可测室内空气污染 且精度高

  英国南安普顿大学和日本先进科学技术研究所的科学家研发了一种以石墨烯为原材料的传感器,能检测出室内空气污染且精度极高。这一研究近日发表在《科学进展》期刊上。  新研发的传感器可以感应到来自建筑、家具用品的二氧化碳分子以及挥发性有机化合物(VOC)气体分子。  近年来,由个人居住环境中的空气污染引起

英国研发检测室内空气污染的石墨烯传感器

  英国南安普顿大学和日本先进科学技术研究所的研究人员新近开发了一种以石墨烯为材料的传感器。该传感器能以较低的能耗检测出室内的空气污染。   这一新型传感器可以感应到来自建筑、装饰材料、家具乃至家庭用品的二氧化碳分子以及挥发性有机化合物气体分子。这些有害化学气体的浓度水平一般在十亿分之几(ppb),

中国科大设计出一种高性能超级电容器电极材料

  近日,中国科学技术大学教授朱彦武课题组开发设计了一种三维分级多孔碳材料,作为超级电容器电极时,展示出优异的电化学储能行为。相关研究成果发表在5月3日的Advanced Materials 上。论文第一作者为课题组的硕士生徐进。  朱彦武团队前期通过氢氧化钾活化微波剥离的氧化石墨烯,制备出优异的超

石墨烯基超级电容器电极材料研究取得系列进展

  中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室在石墨烯(Graphene)基超级电容器电极材料研制方面取得系列进展。  超级电容器是介于传统物理电容器和电池之间的一种新型储能器件,具有绿色环保、充电时间短、使用寿命长和工作温度范围宽等优点,其核心部件是性能优异的电极材料。石墨

哈工程研发新材料可使笔记本电池寿命提升至4年

  哈尔滨工程大学学生团队研发出一种新型电极复合材料,可使电容器获得高密度功率、快速充放电和长时间使用等性能,经1000次循环测试,电容器比热容只衰减3%。目前笔记本电脑电池寿命一般为两年,该技术应用后,电池寿命将延长至四年以上。   日前,哈尔滨工程大学学生团队研发出一种新型电极复合材料,可使电

站立石墨烯微型超级电容器研究获进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅与中科院院士包信和、中科院物理研究所研究员郭丽伟合作,采用高温热解SiC法制备出高堆叠密度、单取向阵列、直接键合基底的站立石墨烯,并将其应用于高功率微型超级电容器。相关研究成果发表在ACS Nano(DOI: 10.1021/

石墨烯传感器可检测室内空气污染

  英国南安普顿大学和日本先进科学技术研究所的科学家研发了一种以石墨烯为原材料的传感器,能检测出室内空气污染且精度极高。这一研究近日发表在《科学进展》期刊上。  新研发的传感器可以感应到来自建筑、家具用品的二氧化碳分子以及挥发性有机化合物(VOC)气体分子。  近年来,由个人居住环境中的空气污染引起

中国首家石墨烯上市企业诞生 石墨烯产业“梦之队”崛起

  2014年11月12日,常州第六元素材料科技股份有限公司在北京成功进入“新三板”上市,成为国内首家石墨烯上市企业。  2013年2月,诺奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫爵士在中国国务院发展研究中心,接受江南石墨烯研究院名誉理事长冯冠平馈赠由中国制造的全球首款石墨烯触屏手机。  ■创新驱动发展   “这

石墨烯产业化快马加鞭 可用于制作超轻防弹衣

  超轻防弹衣、超薄超轻型飞机、超薄能折叠的手机、高强度航空材料、高性能储能和传感器、超级电容器,越来越多基于石墨烯材料的未来设备进入科学家的研究视野。   石墨烯神秘又神奇的特性令人对其未来前景产生无限联想。目前在国内,有关石墨烯的应用研究开展得如火如荼,众企业和园区皆对石墨烯产业情有独钟,一些

石墨烯产业化 迎来突破前夜?

  石墨烯是一种二维的单层碳原子结构材料,它不仅是世界上最强、最坚硬、最薄的物质,同时由于它在已知的材料中电阻率最小、导热系数最高,因此也是最理想的电极和半导体材料,被认为可以引发现代电子科技和信息技术的革命。   石墨烯比钻石还坚硬,强度是世界上最好钢铁的上百倍,以至于科学家想用它制备梦寐以求的“

石墨烯专利申请范围有待扩大

   不久前,中科院宁波材料所会同浙江工业技术研究院、中国石墨烯产业技术创新战略联盟、宁波市科技信息研究院等多家单位,撰写完成了《2015石墨烯技术专利分析报告》并向社会公开发布。作为2015中国国际石墨烯创新大会的前奏,该报告分析了全球石墨烯技术的整体专利态势和研发热点,为石墨烯学术界和产业界指明

生物质石墨烯:万亿市场能否成真

  石墨烯被誉为“改变21世纪的神奇材料”,且因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和较高比表面积,近年来受到极大重视。  但是,摆在石墨烯产业化面前的一道难题是:大多数企业尚处在小批量生产的摸索阶段,还不能形成稳定的规模化生产能力,且石墨烯的生产成本较高,原料供应也有限制,这也阻碍了石墨烯

石墨烯成本降到每克1元 宁波打造千亿产值石墨烯产业

  石墨烯是从石墨材料中剥离出来,是目前世界上最薄、最硬、导电性最好、导热能力最强的新材料。   生动点说,宁波一家企业正在研发的应用到手机产品上的石墨烯导热片,能起到让手机降温5℃的效果;市面上销售的电动汽车,跑150公里至少要充电6小时,如用以石墨烯为动力的锂电池,10分钟内就能完成,电池的性能

2016全球最受公众关注的科学成果

  中国科学院科技战略咨询研究院战略情报研究所研制的“2016全球最受公众关注的科学成果”,通过计量统计遴选出天文学与天体物理[1]、物理学、化学、地球科学、生命科学这五个学科中受到科技界热切关注的科学成果,及中国研究者参与的每个学科TOP30受公众关注的科学成果,为科技工作者把握最新的科学研究热点

研究开发微型超级电容器-气体传感器平面化集成微系统

  近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队与化学传感器研究组研究员冯亮团队合作,设计并可控制备出一种有序双介孔聚吡咯/石墨烯纳米片,以其作为双功能活性材料构筑出高性能、柔性化的微型超级电容器-气体传感器平面化集成微系统。  便携式、可穿戴、可植入电子器件的快速发展

中科院多项成果入选2016年中国科学十大进展

   2月20日,科学技术部基础研究司与高技术研究发展中心联合召开“2016年度中国科学十大进展解读会”,发布了2016年度中国科学十大进展。中国科学院相关单位独立或合作取得的7项重大科学成果入选,包括:研制出将二氧化碳高效清洁转化为液体燃料的新型钴基电催化剂;开创煤制烯烃新捷径;揭示水稻产量性状杂

“石墨烯之父”仍然埋头实验室 发现惊人

  石墨烯发现者之一、英国曼彻斯特大学教授安德烈˙海姆不久前在2016中国国际石墨烯创新大会上,向公众讲述自己获得2010年诺贝尔物理学奖之后,仍投入90%的时间在实验室做基础研究的情况。他演讲所迸发的创新思维,令人耳目一新、脑洞大开。  开启二维材料新世界  长期以来,人们对二维结构的晶体了解不多

诺奖得主: 石墨烯或补齐电动汽车短板

借助石墨烯新技术,电子显示屏有望可以卷曲。   “如果石墨烯成功应用于镍锌电池,则15分钟完成充电、续航500公里将成为可能。届时,电动车推广中遇到的最大瓶颈问题将迎刃而解。”为期3天的2014石墨烯高峰论坛21日在清华大学深圳研究生院结束。   这场由中国科学技术协会主办,深圳市科学技术协会和深圳

上海石墨烯产业化有高招,3个项目从实验室进入企业

  近日举行的“石墨烯在上海的今天与明天”院士沙龙传出喜讯:上海石墨烯产业技术功能型平台促成了首批3个产学研合作项目,推动上海高校和科研院所的成果进入产业化阶段。作为本市首批研发与转化功能型平台之一,石墨烯功能型平台为科研团队提供场地、设备、资金等支持,让他们将实验室技术成果进行中试放大,转化成能被

石墨烯:“后硅时代”的新潜力材料

  石墨烯是一种由碳原子紧密排列而成的蜂窝状结构的二维晶体,看上去近似一张六边形网格构成的平面。它是目前已知最薄的一种材料,单层的石墨烯只有一个碳原子的厚度,属于纳米材料的一种。   2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin