博士研究生邱志鹏在Small期刊(IF=15.153)发表题为“Dual Molecules Cooperatively Confined In-Between Edge-oxygen-rich Graphene Sheets as Ultrahigh Rate and Stable Electrodes for Supercapacitors”,刘征、魏彤和范壮军老师为通讯作者。
【文章简介】
用氧化还原活性有机分子对碳材料进行非共价改性是提高超级电容器电化学性能的有效策略。然而,由于分子的负载质量低、电子传递速率慢、易溶解到电解质等缺点极大地限制了有机分子/碳复合材料的实际应用。这项工作报道了将双分子(1,5-二羟基蒽醌(DHAQ)和2,6-二氨基蒽醌(DAQ))约束在边缘富氧石墨烯片之间并制备超级电容器电极材料。石墨烯片与分子的π-π相互作用和石墨烯上边缘氧与分子间的静电作用增加了双分子的负载量和负载稳定性。此外,在边缘氧基团和双分子之间构建的电子隧穿路径可以有效地提高电子传递速率和氧化还原反应动力学。所制备的电极在0.5 A g-1时具有507 F g-1的高比电容值以及前所未有的倍率性能(200 A g-1时为203 F g-1)。此外,组装的对称超级电容器实现了17.1 Wh kg-1的高能量密度和140 kW kg-1的超高功率密度,并且在50000次循环后保持了86%的稳定性。这项工作为有机材料在能量储存和转换中的有效利用开辟了新的途径。
【文章链接】
https://doi.org/10.1002/smll.202302316