蓋世汽車訊 隨著能源需求日益增長，以及化石燃料減少，利用可再生能源發(fā)電，具有重要意義。而且，對于工業(yè)進步和人類福祉而言，能源存儲與能源生產(chǎn)同樣重要。超級電容器具有價格低、能量密度相對較高、比電容高、電容保留率高、可再生性等優(yōu)點，是一種極具吸引力的電化學儲能系統(tǒng)。

（圖片來源：AZOM）

作為各種儲能技術中的電極材料，近年來有機材料備受關注。其中共軛聚合物（π-CPs）頗具吸引力，因其具有諸多優(yōu)勢，如良好的電導率、成本效益、重量輕和環(huán)保性。據(jù)外媒報道，在英國皇家學會開放科學雜志（Royal Society Open Science.）上發(fā)表的一篇論文中，某研究團隊廣泛考察特殊類型的有機材料，即將π-CPs作為多功能儲能系統(tǒng)的電極材料，以促進電極材料快速發(fā)展和創(chuàng)新。

研究人員首先提供各種π-CPs的概覽，及其與能儲應用有關的基本固有特性。此外，該文著重介紹π-CPs的合成，以及各種合成技術的最新進展。化學氧化聚合是一種雙電子交換技術，需要使用氧化劑來氧化單體。電聚合是僅次于氧化聚合的最有利的合成方法。當施加外部電壓時，工作電極上會發(fā)生聚合反應。在大多數(shù)情況下，這些合成是在手套式操作箱內(nèi)進行的。例如，在電聚合中使用ITO涂層載玻片或鍍金玻璃作為工作電極。

使用共軛聚合物的電池電極

因使用內(nèi)燃機造成的環(huán)境問題日益嚴重，電化學儲能電池越來越受歡迎。低成本、高功率密度、輕量化、安全性高、長壽命、環(huán)保的電池，在電動汽車、便攜式電子產(chǎn)品、頻率調(diào)節(jié)等應用中的需求很高。

電活性有機化合物相對于無機化合物具有若干優(yōu)點，如重量輕、安全性更高。而且，還可以生產(chǎn)具有必要結構和官能團的電活性有機化合物，從而產(chǎn)生更多的氧化還原活性位點，增加充放電過程中的電解質(zhì)離子交換。

在多功能儲能系統(tǒng)中，π-CPs及其改性材料，以及與納米結構金屬氧化物和碳基材料構成的復合材料，已被廣泛用作電極材料。CPs是非常有價值的材料，也是超極電容器和金屬離子電池（MIBs）的潛在候選材料，因其具有靈活性、低成本、環(huán)境友好性、結構多樣性，以及易通過納米結構設計衍生化。π-CPs作為電極材料用于存儲器件的主要缺點包括容量低、穩(wěn)定性差等。

此外，在非質(zhì)子電解質(zhì)中π-CPs電極擊穿，會導致電池和超級電容器在放電期間容量快速衰減。迄今為止，文獻中已經(jīng)發(fā)表了各種克服這些障礙的解決方案。其中包括利用有機羰基化合物制備π-CPs鹽，利用導電材料制備π-CPs共價化合物，以及利用非共價技術制備具有納米結構碳/金屬氧化物的復合材料。

孤對電子似乎具有較高的電子遷移率，據(jù)發(fā)現(xiàn)π-CPs中含有包括雜原子（如氧、氮、硫等）在內(nèi)的孤對電子，具有較高的電導率和氧化還原活性，能夠進一步提高儲能系統(tǒng)的能量和功率密度。

返回第一電動網(wǎng)首頁 >