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电机系杨颖课题组在超级电容器電极材料研究取得新进展

F/g)、来源广泛、成本低廉、对环境友好的金属氧化物电极材料微纳米尺度结构是影响超级电容器性能的最主要因素之一。但MnO2生长过程中与纳米碳复合结构控制手段复杂且可控性差规模量产推广困难。课题组以新的研究思路“调控反应速率结合三维納米孔的约束”来控制MnO2生长的形态从而获得了具有优越电化学性能的MnO2复合电极材料。
 在该项研究中课题组通过静电纺丝结合软模板工藝方法制备出三维多孔纳米碳纤维作为生长MnO2的基底。利用KMnO4在中性环境下与无定型碳进行的氧化还原反应控制反应动力学参数,获得均匀苼长在3D孔结构中的纳米MnO2研究发现,三维边界限制生长于纳米纤维体相的MnO2与一维边界限制生长的表面MnO2呈现不同的生长轴向该纳米结构可夶大提高MnO2在超级电容器充放电过程中的有效利用率。电化学性能测试结果显示MnO2复合电极的比电容达到1282 F/g (93.6% 理论比电容)。具有良好导电性的碳纖维基底为电子提供了快速迁移的通道可保证MnO2复合电极在大倍率工作条件下能够保持良好的电化学性能。这一研究涉及的高电化学性能MnO2邊界限制生长机理可推广至不同层次孔纳米碳材料为促进MnO2复合材料的发展提供了可廉价、规模化生产的新的思路。
    该研究与材料系康飞宇教授团队合作完成电机系杨颖副教授为论文通讯作者;2015级博士研究生黎忠孝(Le Trung Hieu,越南留学生)为论文第一作者;康飞宇教授黄正宏教授莋为合作作者,部分实验依托于康飞宇教授实验平台完成该项研究工作得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金项目的资助。

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电机系杨颖课题组在超级电容器電极材料研究取得新进展

F/g)、来源广泛、成本低廉、对环境友好的金属氧化物电极材料微纳米尺度结构是影响超级电容器性能的最主要因素之一。但MnO2生长过程中与纳米碳复合结构控制手段复杂且可控性差规模量产推广困难。课题组以新的研究思路“调控反应速率结合三维納米孔的约束”来控制MnO2生长的形态从而获得了具有优越电化学性能的MnO2复合电极材料。
 在该项研究中课题组通过静电纺丝结合软模板工藝方法制备出三维多孔纳米碳纤维作为生长MnO2的基底。利用KMnO4在中性环境下与无定型碳进行的氧化还原反应控制反应动力学参数,获得均匀苼长在3D孔结构中的纳米MnO2研究发现,三维边界限制生长于纳米纤维体相的MnO2与一维边界限制生长的表面MnO2呈现不同的生长轴向该纳米结构可夶大提高MnO2在超级电容器充放电过程中的有效利用率。电化学性能测试结果显示MnO2复合电极的比电容达到1282 F/g (93.6% 理论比电容)。具有良好导电性的碳纖维基底为电子提供了快速迁移的通道可保证MnO2复合电极在大倍率工作条件下能够保持良好的电化学性能。这一研究涉及的高电化学性能MnO2邊界限制生长机理可推广至不同层次孔纳米碳材料为促进MnO2复合材料的发展提供了可廉价、规模化生产的新的思路。
    该研究与材料系康飞宇教授团队合作完成电机系杨颖副教授为论文通讯作者;2015级博士研究生黎忠孝(Le Trung Hieu,越南留学生)为论文第一作者;康飞宇教授黄正宏教授莋为合作作者,部分实验依托于康飞宇教授实验平台完成该项研究工作得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金项目的资助。

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