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从植物纤维素到高效超级电容器的研究进展

2015-10-14 10:13 李勤 美国每日科学网站 阅读 0
核心摘要: 本文探讨了纤维素在超级电容器中的应用研究,介绍了其高效能和环保特性,展示了科学家们如何利用植物材料推动能源存储技术的发展。

据美国每日科学网站报道,科学家们正在利用从植物、细菌、藻类和树木中获得的纤维素,构建更高效、持久的超级电容器。若能实现,这种轻量化和高功率的电容器对可穿戴设备、大功率电器、便携式电源和电动汽车的进一步发展都将是一大福音。

纤维素具有高强度和高灵活性的优点,可应用在许多先进技术上,尤其是纳米纤维素基材料。来自加拿大麦克马斯特大学的助理化学工程教授Cranston和材料科学与工程系教授Zhitomirsky演示了一个三维能量存储装置,该装置可以从纳米纤维素的“泡沫墙”构造中捕获功能性纳米粒子。“泡沫墙”可简单、快速制备。运用看起来像纳米级“长粒米”的纳米微晶纤维素,这些“米粒”在随机点形成一个网状结构,具有大量开放空间且非常轻。

Cranston表示,这项材料的研究向制备超级电容器迈进了一大步,这也意味着未来技术发展将更多依赖于材料的进步。(李勤编译)

【英国工程师网站2014年4月8日报道】科学家们宣称,树木很快将在能量存储设备上扮演重要角色。俄勒冈州立大学的化学家发现,纤维素——地球上最丰富的有机聚合物,树的一个关键组成元素——在氨气氛围下加热,可以成为超级电容器的构建材料。

超级电容器是大功率能量存储设备,具有广泛的工业应用,其使用一直受限于高质量碳电极的制备困难和高成本。俄勒冈州立大学的研究人员发现的新方法可以低成本、快速、环保地制备氮掺杂的纳米多孔碳膜——超级电容器的电极。唯一的副产品是甲烷,可以用作燃料或其他用途。研究人员宣称,他们首次证明纤维素可以与氨反应,从而制备氮掺杂的纳米多孔碳膜。这不仅具有工业应用,还将为研究碳反应过程中的气体排放开创一个全新的科学领域。他们将把廉价的木材转化为有价值的高科技产品。除了超级电容器,纳米多孔碳材料也可以应用于吸附气体污染物、环境过滤器、水处理等其他用途。(中国航空工业发展研究中心 胡燕萍)

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