等离子体用于石墨烯纤维基超级电容器研究取得重要进展

发布时间:2018-04-16访问量:348

近期,张坤研究员带领的智能可穿戴纺织品技术团队在纤维状超级电容器领域取得进展,2016级硕士生孟洁为论文第一作者。相关研究成果以Enhancing electrochemical performance of graphene fiber-based supercapacitors by plasma treatment为题,发表在界面材料研究领域知名杂志《ACS Applied Materials  Interfaces》上(DOI: 10.1021/acsami.8b04438)。

资源枯竭与环境污染等造成的全球性问题将对社会发展产生严重的影响,因此基于新型能源支持的智能可穿戴设备的发展引起了广泛的关注。超级电容器具有充放电时间快、功率密度高、循环稳定性好等优点,石墨烯纤维可以作为纤维状超级电容器的优良电极材料,然而为了进一步提高超级电容器的能量密度和比电容,大多数采用引入赝电容的方法,制备过程复杂冗长且难以实现工业化生产,并对人体和环境存在一定的潜在威胁。

为此,采用自制湿法纺丝系统和热还原获得连续石墨烯纤维,放置在空气等离子体气氛中。进行1分钟空气等离子体处理后的纤维微孔比例从13%增加到20.75%,比电容提高了33%并能成功点亮LED灯,在有机电解质中能量密度达到18.12 uWh/cm2。实验过程便捷快速、绿色无污染,可以实现大批量制备,为智能可穿戴设备的发展提供了新的方向。

该项工作得到了东华大学特聘研究员人才计划、国家自然科学基金、教育部纺织面料重点实验室、中国科协“青年人才托举工程”等的大力支持。

 

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