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于海鹏教授团队关于纤维素超分子组装柔性电极材料研究取得新进展
发布人:管理员 | 发布时间:2017-4-11 | 点击率:624

    当前,小型类消费电子产品的快速发展呼唤柔性和轻量化的电源开发,但常规电化学储能材料或装置通常难以融入柔性电子产品中,急切需要找到满意的材料并设计开发新颖灵活的储能材料。近日,于海鹏教授研究团队提出一种纤维素与3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的超分子组装及原位聚合策略,并在此基础上开发出多壁碳纳米管增强型的纤维素/PEDOT:PSS复合膜电极材料,显示了优异的电化学性能。相关研究成果发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》(DOI:10.1021/acsami.7b01852)。

    据论文第一作者赵大伟介绍,离子液体对纤维素和EDOT均具有很好的溶解性,二者可以在离子液体的环境中实现均匀混合,并在其后再生成膜过程中发生超分子组装形成分子链段和网络骨架,诱导PEDOT:PSS的原位聚合和均匀成膜,能显著改善PEDOT的成膜性、柔性和力学稳定性。整个过程方法简单,实现效果好。在此基础上,将碳纳米管引入聚合物基质中制备出柔性和高导电性的复合膜材料,具有电阻低、电解质离子传输速率高的特点,在三电极测试体系中展现出全面优异的电化学性能和循环稳定性,以此为电极材料构建的固态超级电容器中也展现出较高的比电容和能量密度。同时,无论电极材料还是超级电容器都具有高度的稳定性,能够在显著变形或高温条件下继续工作,结构完整性和电容性能不会发生明显变化。总体而言,这项工作提供了一种离子液体处理纤维素作为分子介质制备柔性和导电储能膜的新策略。

    该项研究工作得到了国家自然科学基金、黑龙江省杰出青年科学基金和“万人计划”青年拔尖人才项目的支持。(刘天)

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