近日,在北京市科委支持下,清華大學化工係張強、魏(wèi)飛教授研究組成功製備出一種具有自分散、不堆疊特性的柱撐石墨烯,相關成果發表在國際權威學術(shù)期刊《自然-通(tōng)訊》上。
石墨烯是一種二維(wéi)片狀(zhuàng)納米碳(tàn)材料,具有(yǒu)優異的(de)力學、熱學、電學、光學性能以及廣泛(fàn)的應用。但石墨烯間較強(qiáng)的相互作用導致其容易堆疊,降低了(le)材料的比表麵積,限(xiàn)製了(le)其界(jiè)麵的高效利用。目(mù)前防止石墨烯堆疊的辦(bàn)法是(shì)在石墨烯間層間引入金屬氧化物、導電高分子、炭黑、碳納米管等(děng)隔離(lí)物,這種方(fāng)法(fǎ)存在改變石墨烯本體性能及界麵複雜等問題。
課題組通過催化氣相生長調變石墨烯(xī)的拓撲結構,獲得了具有突起結構的石墨烯。這種具(jù)有本征自分散特性、不堆(duī)疊的新型石墨烯比表麵積高達1628 m2g-1,具有大量的孔徑在2-7 nm的介(jiè)孔(kǒng),孔體積高達2.0 cm3 g-1,導電率高(gāo)達438 S cm-1 ,同時更容易構建高效導電網絡(luò)及暢通的離子通道,使其(qí)儲能性能得到顯著提升。該柱撐石墨烯用於鋰硫電池正極時,其材料的(de)能量密度、功率密度顯著優於商用(yòng)鋰離子電池所用正極材料,在電(diàn)動汽車、個人電子(zǐ)產品、以及大規模儲能中具有潛在的應用前景。
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