新型电极材料可提高混动汽车超级电容器的性能

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据外媒报道，韩国东国大学（Dongguk University）的研究人员设计并合成了一种新型混合复合电极材料，可明显提高混动汽车超级电容器的性能。

（图片来源：东国大学）

这种复合电极由装饰在氧化石墨烯上（CCS@GO）的硒化钴纳米棒-硒化铜多面体组成，具有前所未有的电化学性能。研究人员展示了一种环保、经济的制造方法，不仅可以改善存储和保留电荷的性能，而且增加了能量和功率密度，这要归功于电极材料的独特形态。

下一代电子设备和混动汽车，需要出色的电荷存储设备，才能正常运行。目前，大多数电荷存储设备，由传统的金属硫化物或金属氧化物基超级电容器电极制成。然而，在超级电容器中，导电性差和能量密度低是主要挑战，限制了其商业应用。

相比之下，过渡金属硒化物具有多种增强的电化学性能，可提供比金属硫化物和氧化物更快的电子传导速率。这是受益于其内在的有利物理化学性质，包括高化学稳定性、窄带隙和低电负性。

该校电子与电气工程系Hyun-Seok Kim教授表示：“采用由金属硒化物和碳模板结合形成的复合材料，是调节电化学应用电极性能的有吸引力的方法。基于这个想法，研究人员利用湿化学策略，设计并构建了一种新的混合复合电极，由装饰在氧化石墨烯 （CCS@GO）上的硒化钴纳米棒-硒化铜多面体构成。”

该团队证明了由此产生的复合电极为离子迁移提供了充足的空间，并支持快速的法拉第氧化还原反应，使电化学电池具有高存储性能。

该团队将增强的电化学特性归因于创新电极材料的独特形态和高表面，并确定合成电极具有出色的电化学电荷存储和保留特性。研究人员使用这种电极，构建了一个电容为192.8 Fg-1 @ 1A g-1的非对称超级电容器装置，其能量密度为54.6 Wh kg-1，功率密度为 700 W kg-1，在10000次循环后的电容保持率约为82.5%。Kim教授表示：“研究人员实现了最终目标，构建了具有改进的电化学活性和长期耐用性的电化学超级电容器。”

此外，该团队采用了一种生态友好、成本效益高、节能的湿化学制造方法，使用储量丰富的铜和钴原料来开发新电极。总而言之，这项研究为开发用于下一代电子和电气设备的附属装置（user-free）、不易燃储能材料铺平了道路。