勞倫斯利物莫國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)和加州大學(xué)圣克魯茲分校(UCSC)的研究者設(shè)計(jì)了一種可以將3D打印石墨烯基超級電容器性能提高兩倍的技術(shù)。這種新的技術(shù)是將鋰離子和高氯酸根離子插入氣凝膠電極中的石墨烯片層之間——這個(gè)工藝大大提高了電極的容量,同時(shí)保持了設(shè)備的高倍率性能。
研究人員制備超級電容器所使用的3D打印工藝是直寫成型技術(shù)的一種形式,包括高氯酸離子插層化合物水解之前的雙離子插層步驟。據(jù)該團(tuán)隊(duì)表示:“這個(gè)兩步電化學(xué)過程增加了儲存電荷用石墨烯基材料的表面積,也增加了贗電容點(diǎn)的數(shù)量,這有助于提供額外的儲存容量?!?/p>
由于氣凝膠的離子可接觸表面積較小(這是由石墨烯片的聚集和堆疊而造成的),所以它的電容量是有限的。然而,多虧了這個(gè)新的研究,它的電容量現(xiàn)在增加了。研究團(tuán)隊(duì)解釋道:“這項(xiàng)研究展現(xiàn)了一個(gè)通過剝離堆疊的石墨烯片和功能化其表面來提高3D打印石墨烯氣凝膠電容性能并且不破壞結(jié)構(gòu)完整性的簡單方法。”
通過促進(jìn)3D打印超級電容器的性能,科學(xué)家們認(rèn)為這種設(shè)備在將來可以用于需要特殊形狀超級電容器的定制電子。3D打印將消費(fèi)類電子產(chǎn)品提高到了一個(gè)前所未有的定制水平,他們不明白某一天為什么客戶不能設(shè)計(jì)自己的智能手機(jī)。這些定制的電子設(shè)備需要特定的超級電容器以適應(yīng)其形狀和形式,這種新的3D打印石墨烯凝膠設(shè)備似乎非常適合該項(xiàng)目。
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