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聚吡咯/MnO2纸电极的制备及光热效应增强电容性能

2021-10-22王鹏飞柯晓玲周建华

功能高分子学报 2021年5期
关键词:复合材料

康 萌, 王鹏飞, 王 蒙, 吴 强, 柯晓玲, 周建华

(桂林电子科技大学材料科学与工程学院,广西电子信息材料构效关系重点实验室,广西 桂林 541004)

超级电容器具有功率密度高、循环寿命长和充放电速率快等优点,广泛应用于电动汽车、便携式电子产品、应急设备电源和风力发电储能设备等领域。但是与其他储能器件如电池一样,超级电容器在较低温度下的性能退化,甚至会导致无法工作[1-3]。

太阳能作为一种新型清洁能源在太阳能电池[4]与光热转换[5]中得以广泛运用。在没有聚光的情况下,太阳能光热转换多发生于100 °C以下,能提供的温差较小,应用热电材料实现太阳能热-电联供受到限制[6]。刘忠范院士等[7]利用石墨烯的光热效应提升了超级电容器的储电能力。在室温下相比于无光照时,超级电容器在光照下的电容增加,并且随着光照强度的增加而单调增加。该研究为超级电容器等储能器件的性能提升提供了新的研究方向,同时也拓展了太阳能光热利用范围。

基于碳基材料制备出的石墨烯等新型材料性能优异,但是此类材料制备工艺复杂,成本昂贵,难以实现大规模工业化生产,极大地限制了其在光热转换领域中的发展[8]。MnO2比容量高,但是因电导率低且活性物质的利用率低[5],还需要与其他活性物质复合以提高其性能[9]。本文尝试将太阳能光热转换与超级电容器结合起来,利用光热效应提升超级电容器的电化学性能。聚吡咯(PPy)通常为黑色,可以大量吸收可见光,合成条件简单,具有电容高(400 F/cm3)、稳定性好等优点[10]。……

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