中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊:近日,《國家科學(xué)評(píng)論》發(fā)表了由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)及法國圖盧茲第三大學(xué)研究人員撰寫的綜述文章,從碳材料中離子通道的制備策略和儲(chǔ)能應(yīng)用的最新研究進(jìn)展入手,重點(diǎn)分析了離子通道與碳材料儲(chǔ)能特性(主要包括鋰/鈉離子電池和超級(jí)電容器)的關(guān)聯(lián)等。
以鋰離子電池為代表的電池型器件和以超級(jí)電容器為代表的電容型器件是目前兩類重要的電化學(xué)儲(chǔ)能器件。電化學(xué)儲(chǔ)能是電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的過程,涉及到電解質(zhì)離子的擴(kuò)散遷移、吸脫附等過程。而碳材料是一類不可多得的可以高效存儲(chǔ)離子的宿主材料。更突出的是,碳材料中的離子通道,不僅提供了快速的離子輸運(yùn)路徑,而且可以使電解液浸潤更多的孔道、碳層。構(gòu)建并探究離子通道的物理化學(xué)性質(zhì)是一個(gè)具有重要意義的話題。
研究人員在文中深入討論了影響碳孔道內(nèi)離子響應(yīng)的動(dòng)力學(xué)因素,包括尺寸和表面化學(xué)的本構(gòu)效應(yīng),并指出作為一種相對(duì)簡單的二維離子通道模型,層狀的石墨烯為研究離子在受限空間中的吸附/傳輸特性提供了新的思路。
此外,綜述還總結(jié)了該領(lǐng)域尚未攻克的挑戰(zhàn)并展望了未來發(fā)展方向。(唐鳳)