李搛倬 传秀云

造山带与地壳演化教育部重点实验室, 北京大学地球与空间科学学院, 北京 100871;† 通信作者, E-mail: xychuan@pku.edu.cn

随着城市化进程的加快, 对能源的需求大大增加。然而, 化石燃料逐渐枯竭, 环境污染日益加剧,因此开发低成本、环保和高效的能量储存与转换材料迫在眉睫。目前, 用于电化学能量存储和转换的主要器件有太阳能电池、燃料电池、锂电池和超级电容器。其中, 超级电容器是一种介于传统电容器与二次电池之间的电化学储能装置, 具有比传统电容器更高的比电容和能量密度以及比电池更高的功率密度, 且循环寿命长, 充放电效率高, 工作温度范围宽, 绿色环保, 可以填补传统电容器与电池之间的空白[1-4]。根据电荷储存机制, 可以将超级电容器分为双电层电容和赝电容。双电层电容通过电极材料与电解液界面电荷分离产生的双电层储存能量, 如石墨烯[5]、活性炭[6]、碳化纤维[7]和碳纳米管[8]等。赝电容则通过活性物质(如 RuO2[9]等金属氧化物和聚苯胺[10]等导电聚合物)在电极界面快速可逆的化学吸脱附或氧化还原反应产生。与双电层电容相比, 赝电容具有更好的电荷储存能力和更高的比电容, 是当前研究热点。

FeS2是一种常见的过渡金属硫化物, 在自然界中多以黄铁矿的形式存在, 环境相容性好, 储量丰富, 具有较高的稳定性和优异的光电性能, 在光催化和锂离子电池电极材料等领域具有广泛的应用前景[11-20]。对于 FeS2的超级电容性能, 目前仅有少量研究。……