杨国伟教授研究组在先进能源纳米材料研究中取得新进展

   超级电容器是一种性能介于电池与传统电容器之间的新型储能器件，具有功率密度高、充放电速度快、使用寿命长、对环境无污染等优点，而被认为是最有希望的绿色能源之一。目前高性能超级电容器研究的核心科学问题就是发展新型电极材料。最近，光电材料与技术国家重点实验室、纳米技术研究中心杨国伟教授研究组在超级电容器电极材料研究方面取得新进展，相关成果发表在国际能源材料著名学术刊物《Advanced Energy Materials》（SCI影响因子14.3）。
    过渡金属氢氧化物被认为是最具发展潜力的超级电容器电极材料之一，但是传统观念基于导电性的考虑，认为只有晶体材料才能充分展现优异的电化学性能，而非晶材料被认为是不适合作为电极材料。杨国伟教授研究组的李红波博士生在国际上首次证实了非晶像晶体一样，也是一种极具发展潜力的超级电容器电极材料，其作为正极材料所组装的超级电容器性能完全可以与晶态材料器件相比拟，而且综合指标可能优越于晶态材料器件（Nature Communications 4 (2013) 1894）。最近，李红波博士生首次制备出系列多元过渡金属氢氧化物非晶纳米材料作为超级电容器的电极，发现它们不仅表现出优异的器件性能，而且克服了多元晶体材料器件较差的循环稳定性问题，极大地提高了器件寿命，向实用化迈出了重要一步。同时，他们指出：多元晶体电极材料在多次电化学充放电循环过程中其完美的晶体结构必然受到破坏，进而降低其器件性能；而非晶则完全不一样，其无序结构能够充分承受充放电循环过程导致的结构弛豫。所以，在采用多元材料作为超级电容器电极时，非晶优于晶体。显然，这些研究为非晶纳米材料在电化学储能器件以及电化学催化剂中的应用提供了新的机会。相关成果已经在线发表于Advanced Energy Materials (DOI: 10.1002/aenm.201401767)。
 (http://onlinelibrary.wiley.com/enhanced/doi/10.1002/aenm.201401767/#Survey)
     本研究得到光电材料与技术国家重点实验室的大力资助。