富氮多孔材料在超级电容器中取得重大突破

超级电容器，又叫电化学电容器、黄金电容、法拉电容，；包括双电层电容器(和赝电容器,通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个电容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。

转自百度百科

正因为超级电容器具有快速充放电、长循环寿命和高安全性等优点，它已成为能源储存体系的研究重点，但一直难以突破其较低能量密度的瓶颈。氮掺杂能够对碳材料的导电性、孔结构和电化学活性位点进行调节，因而氮掺杂碳材料被认为是很有前景的超级电容器电极材料。尤其是近两年来,富氮多孔碳材料在超级电容器领域取得了突破性进展，在保证大功率的前提下获得可媲美电池级别的高比能量。

麦克仪器公司用户南京理工大学杨梅博士与南开大学周震教授合作对富氮多孔碳材料在超级电容器中应用的储能机理、研究现状和发展方向等方面进行了阐述和总结。首先对碳材料中几种主要氮掺杂类型的结构特征和电子特性进行了分析，阐述了氮掺杂含量与导电性和孔结构之间的相互制约影响，并对其在不同电解液中的电化学行为进行了简单评述。同时，总结了富氮多孔碳材料对超级电容器比能量提升的促进作用，列举了其在水系非对称、新型对称到新兴非水混合体系中应用的相应突破性成果。最后对目前所存在的问题和挑战进行了系统总结，并对未来的研究方向提出了见解，对富氮多孔碳材料在超级电容器中的实际应用提供了指导。该综述发表于Advanced Science 2017, DOI: 10.1002/advs.201600408。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和江苏省自然科学基金等资助。

-转自NFMLab