一克碳材料平鋪展開可達(dá)3000平方米。記者近日從鹽城工學(xué)院獲悉，一種多級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳材料在該校誕生，而使用新型納米材料的超級(jí)電容器，創(chuàng)造了全球極快速充放電電容量的新紀(jì)錄。目前該研究成果已在線發(fā)表在《納米快報(bào)》上。

    超級(jí)電容器是一種功率密度大的儲(chǔ)能裝置，能夠在極短時(shí)間內(nèi)充放電，但是受制于能量密度小，應(yīng)用范圍遠(yuǎn)不如鋰電池。為此，讓新型電極材料在能量密度與功率密度之間達(dá)到平衡，成為科學(xué)家追求的目標(biāo)。

    該研究負(fù)責(zé)人、鹽城工學(xué)院江蘇省新型環(huán)保重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張峰博士向科技日?qǐng)?bào)記者介紹說，他們利用生物質(zhì)殼聚糖作為碳源，采用二氧化硅微球?yàn)橛材０澹⒔Y(jié)合氫氧化鉀化學(xué)活化法制備了一種具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的碳材料。第一級(jí)孔為殼聚糖凝膠冷凍干燥后形成的三維互相連通的微米級(jí)大孔網(wǎng)絡(luò)；第二級(jí)孔為二氧化硅模板移除后形成的亞微米級(jí)孔洞，均勻密布在第一級(jí)孔的孔壁上；第三級(jí)孔為氫氧化鉀活化形成的納米級(jí)介孔和微孔，分布在第二級(jí)孔的表面。

    這種多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的引入，有利于電解質(zhì)離子在電極中的快速擴(kuò)散。其導(dǎo)電性能已經(jīng)與金屬鎳相當(dāng)，保證了電子在電極材料內(nèi)部的快速轉(zhuǎn)移。

    龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離，使其具有驚人電容量。張峰說，該電極在1A·g-1電流密度下質(zhì)量比電容達(dá)到374.7±7.7F·g-1。當(dāng)電流密度增大500倍至500A·g-1時(shí)，電極比電容仍可維持在235.9±7.5F·g-1（為1A·g-1時(shí)比電容的60%）。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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