德国美因茨大学Klaus Müllen--自下而上,表面合成扶手椅型石墨烯纳米带用于超大功率微型超级电容器

自下而上合成的石墨烯纳米带(GNR)具有出色电子性能,是一种很有前途的储能材料。在这里,自下而上合成了GNR薄膜,将其用作微型超级电容器(MSC)电极材料。该微型器件具有出色的体积电容和超高功率密度。泵浦太赫兹探测光谱研究表明,MSC的电化学性能可能与不同GNR中的载流子迁移率有关。

Figure 1.(a)通过CVD方法AGNR的生长示意图。5-AGNR,7- AGNR和9-AGNR的(b)分子结构和(c)拉曼光谱。(d)基于GNR膜构建的MSC器件示意图。

Figure 2. 基于5层5-AGNR薄膜所构建的微型超级电容器的CV曲线,扫描速率范围从0.1至10000 V s−1,电位窗口从0到1 V。

Figure 3. 5-AGNR,7-AGNR和9-AGNR薄膜电极的(a)体积电容与扫描速率的关系。(b)基于5-AGNR的MSC设备的放电电流与扫描速率的关系。(c)商业Li薄膜电池,电解电容器与基于不同AGNR的MSC器件的功率密度和能量密度比较。(d)在100 V s-1的高工作速度下,基于5-AGNR的MSC设备的第1个循环和第10万个循环的CV曲线,电容保持率超过95%。

Figure 4. 光电导率σ,由光注入电荷载流子除以吸收的光子通量。

相关研究工作由德国美因茨大学Klaus Müllen课题组于2020年发表在J. Am. Chem. Soc.期刊上。原文:Bottom-Up, On-Surface-Synthesized Armchair Graphene Nanoribbons for Ultra-High-Power Micro-Supercapacitors。

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