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綜述:離子通道對碳材料儲能性能的影響
2020-1-6 10:59:44

  以鋰離子電池為代表的電池型器件及以超級電容器為代表的電容型器件是目前兩類重要的電化學儲能器件。電化學儲能是電能與化學能相互轉化的過程,涉及到電解質離子的擴散遷移、吸脫附等動力學因素過程。在典型的電化學電極中,離子在材料體相插入/脫嵌(比如在電池中)或在表面吸附/脫附(比如在電化學電容器中)。碳材料是一類不可多得的可以高效存儲離子的宿主材料,更突出的是,碳材料中的離子通道(Ionic channels),不僅提供了快速的離子輸運路徑,而且可以使電解液浸潤更多的孔道、碳層,是碳電極中能量傳導的“血管”。構建并探究離子通道的物理化學性質是一個古老而又具有重要意義的話題。
  近期,《國家科學評論》發表了由中國科學技術大學朱彥武課題組聯合法國圖盧茲第三大學Patrice Simon教授撰寫的綜述文章:Designing Ionic Channels in Novel Carbons for Electrochemical Energy Storage。該綜述從碳材料中離子通道的制備策略和儲能應用的最新研究進展入手,重點分析了離子通道與碳材料儲能特性(主要包括鋰/鈉離子電池和超級電容器)的關聯關系;深入地討論了影響碳孔道內的離子響應動力學因素,包括尺寸和表面化學的本構效應。最后作者提出:作為一種相對簡單的二維離子通道模型,層狀的石墨烯為研究離子在受限空間中的吸附/傳輸特性提供了新的思路。該綜述還總結了該領域尚未解決的挑戰并展望了可能的未來發展方向。(來源:科學網)
  論文相關信息:https://doi.org/10.1093/nsr/nwz140

  來源:《國家科學評論》

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