当今社会,越来越严重的能源危机加剧了对储能器件的需求。因此,作为一种具有高功率密度,能够快速实现充放电循环且具有长循环寿命的储能装置,超级电容器已经得到了越来越多人的关注。目前,常见的一些电极材料,例如过渡金属氧化物、硫化物、氢氧化物,导电聚合物以及碳材料等已经在三电极测试体系下得到了广泛的研究。但是,设计并组装出具有更高能量密度的超级电容器器件才是这些材料走向实用的关键所在。
图1.(a,b)合成的NiSe微米球的扫描电镜照片;(c)合成的NiSe微米球的透射电镜照片;(d)选取电子衍射及高分辨透镜照片。
近日,先进材料研究中心硕士研究生郭凯璐同学采用简易的溶剂热法一步合成出了具有三维分等级结构的NiSe微米球。通过调节反应时间,研究人员探究了这种微观形貌的生长过程。同时,反应过程中表面活性剂CTAB对这种特殊形貌的形成起着至关重要的作用。因此,研究人员又通过调节CTAB的用量探究了CTAB对反应体系的影响,并且根据实验结果提出了一种类似表面刻蚀的表面活性剂作用机理。最后,研究人员将这种合成的NiSe微米球作为超级电容器正极材料,活性炭作为负极材料组装出了非对称的超级电容器器件,展现出了较高的比容量和优异的循环稳定性。这项研究为制备具有特殊形貌的微纳米电极材料提供了有价值的参考,同时初步证实了NiSe这类材料在超级电容器上的应用价值。
该研究工作得到了国家自然科学基金、河南省科技创新人才基金、河南省科技创新团队项目和纺织服装产业河南省协同创新中心的支持。