物理与材料科学学院连续发表三篇重要影响论文

发布时间:2018-09-20作者:访问量:296

近日,我校物理与材料科学学院吴明在教授课题组和香港城市大学支春义教授课题组和香港理工大学华涛教授课题组合作,分别在高性能锌空电池和超级电容器设计与制备方面取得重要进展。相关研究成果分别以“Monodisperse Co9S8 nanoparticles in situ embedded within N, S-codoped honeycomb-structured porous carbon for bifunctional oxygen electrocatalyst in a rechargeable Zn-air battery”,  “Binder-free bonding of modularized MXene thin films into thick film electrodes for on-chip microsupercapacitors with enhanced areal performance metrics” 为题,分别在线发表于自然杂志子刊《NPG Asia Materials》和英国皇家化学会杂志《Journal of Materials Chemistry A》上。

该项研究工作基于从自然界蜂巢结构获取的灵感,设计制备了一种N,S共掺近年来, MXene二维片层材料,凭借其良好的机械性能,高电导率,高体积比电容以及有利于离子插层的层状结构,一直是储能材料领域的研究重点,非常有希望作为高比电容电极材料应用于平面微型超级电容器的设计与制备当中。然而,如何制备MXene厚层薄膜电极并以其构筑平面微型插指电极一直是实现MXene基平面微型超级电容器的难点。该研究工作巧妙地基于拉普拉斯方程,利用弯曲液面附加压强,展示了一种基于纯水溶液的MXene薄膜电极粘结技术,制备了厚度可调的MXene厚层薄膜电极。并利用激光切割技术,快速有效地制备了高面电容密度的MXene基平面微型超级电容器(71.16 mF cm-2)。该工作对高能量密度的全MXene基平面微型平面超级电容器的设计与制备具有重要的借鉴意义。

该项研究提出一种具有极低阻力的新型TENG结构,利用柔性聚合物薄膜与金属薄膜电极之间为柔性接触的特点,克服了传统TENG器件中摩擦层之间为硬-硬接触,导致摩擦阻力很大限制实际应用的缺点。可以有效采集各种微弱旋转能量,例如风能、水能等。同时,将微型电磁发电机(EMG)有机集成到该TENG结构中,构成一种复合式纳米发电机,进一步提高其采集能量的效率。另外,试验表明该旋转式TENG还可以作为传感器使用来监测环境中风速大小。该新型复合纳米发电机在收集各种微弱旋转能量为微型电子器件供电及自供能风速传感器等方面有着巨大的实际应用价值,对其它低阻力TENG的设计也有着重要的借鉴意义。

  


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