10月12日消息,arXiv新增预印本(2610.13482,10月9日提交)系统研究了纳米碳材料性质对超级电容性能的影响。该研究由法国米卢斯大学IS2M实验室、斯特拉斯堡大学RS2E网络与泰国研究机构合作完成。

超级电容具有高功率密度与超长循环寿命,但受限于容量与能量密度;water-in-salt电解质(如21 m LiTFSI,双三氟甲基磺酰亚胺锂)通过扩展电化学窗口突破了稀水系电解质的电压限制,被视为 aqueous 超级电容的重要方向。然而既有研究多聚焦电解质优化,碳电极本身的性质对储能行为的影响仍缺乏系统刻画。

研究团队系统调控了石墨化纳米碳的结构有序度、缺陷密度与表面官能团三个维度,在water-in-salt体系中解析其对双电层形成、电荷存储与循环稳定性的作用机制。这一工作将碳材料「结构-表面化学-电化学响应」的构效关系定量化,为高能量密度水系超级电容的电极碳设计(石墨化程度、官能团修饰策略)提供了筛选依据;对超级电容在电网调频与混合储能系统中的规模化应用亦有支撑意义。 (来源:arXiv physics.chem-ph)