Abstrakt

Poröse Kohlenstoff-Nanomaterialien für Superkondensatoren

  Herr Dongni Ma

 Doppelschichtkondensatoren (EDLCs) haben nicht nur eine längere Zyklenlebensdauer, sondern auch eine bessere Ratenleistung. Daher werden sie häufig in den Bereichen unterbrechungsfreie Stromversorgung und Energierückgewinnungssysteme für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Kohlenstoffmaterialien sind die am häufigsten verwendeten Elektrodenmaterialien für EDLCs und haben aufgrund ihrer großen spezifischen Oberfläche, langen Lebensdauer, guten elektrischen Leitfähigkeit, reichhaltigen Porenstruktur und stabilen chemischen Eigenschaften viele Forscher im In- und Ausland angezogen. Dazu gehören hauptsächlich nulldimensionale Kohlenstoff-Nanopunkte (CD), eindimensionale Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT), zweidimensionales Graphen und hierarchisch poröser 3D-Kohlenstoff. Die geringere Energiedichte begrenzte jedoch ihre Entwicklung. Um diese Probleme zu lösen, werden weiterhin Kohlenstoffmaterialien mit hoher spezifischer Kapazität entwickelt. Hierarchisch poröser 3D-Kohlenstoff wird aufgrund seiner hohen spezifischen Oberfläche, reichhaltigen Porosität und niedrigen Produktionskosten kontinuierlich weiterentwickelt. Eine vernünftige Regulierung der Porengröße spielt für die elektrochemische Leistung des Kohlenstoffmaterials eine entscheidende Rolle. Im Allgemeinen können Mikroporen und Mesoporen eine große Oberfläche und mehrere aktive Stellen bieten, während Makroporen den Diffusionswiderstand beim Massentransport verringern können. Und Mikroporen spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der spezifischen Kapazität von Materialien, insbesondere Mikroporen mit einem Porendurchmesser von weniger als 1 nm sind die effektivsten Poren zur Bildung einer Doppelschicht.