由还原氧化石墨烯、芳纶纳米纤维制成的新型超级电容器电极

移动电子设备、电动汽车、无人机和其他技术的爆炸式增长，推动了对新型轻质材料的需求，这些材料可以提供操作它们的动力。亚博网站下载来自休斯顿大学和德州农工大学的研究人员报道了一种由还原氧化石墨烯和芳纶纳米纤维制成的结构超级电容器电极，它比传统的碳基电极更坚固、更通用。

UH研究团队还证明了基于材料纳米结构的建模可以比传统的建模方法，即多孔介质模型，更准确地了解复合电极中的离子扩散及其相关特性。

“我们提出，与多孔介质模型相比，这些基于材料纳米结构的模型更加全面、详细、翔实和准确，”哈勒赫·阿德比利说，他是比尔·d·库克大学机械工程副教授，也是一篇描述这项工作的论文的通讯作者，发表在《科学》杂志上ACS Nano．

她说，更精确的建模方法将帮助研究人员找到新的、更有效的纳米结构材料，可以在更轻的重量下提供更长的电池寿命和更高的能量。亚博网站下载

研究人员知道被测试的材料——还原氧化石墨烯和芳纶纳米纤维，或rGO/ANF——是一个很好的候选材料，因为它具有很强的电化学和机械性能。阿德比利说，超级电容器电极通常由多孔碳基材料制成，这提供了高效的电极性能。亚博网站下载

虽然还原的氧化石墨烯主要由碳制成，但芳纶纳米纤维提供了机械强度，增加了电极的多种应用，包括军事应用。这项研究是由美国空军科学研究办公室资助的。

除了ardebi，合作作者包括第一作者Sarah Aderyani和Ali Masoudi，他们都是UH;以及A&M大学的Smit A. Shah, Micah J. Green和Jodie L. Lutkenhaus。

当前的论文反映了研究人员对改进新能源材料建模的兴趣。亚博网站下载“我们想表达的是，传统的多孔介质模型可能不够精确，无法设计这些新的纳米结构材料，也无法研究这些材料用于电极或其他能量存储设备。”亚博网站下载Ardebili说。

这是因为多孔介质模型通常假设材料内部的孔隙大小是一致的，而不是测量材料的不同尺寸和几何特性。

“我们的建议是，是的，多孔介质模型可能很方便，但不一定准确，”Ardebili说。“对于最先进的设备，我们需要更精确的模型来更好地理解和设计新的电极材料。”亚博网站下载

来源:https://www.uh.edu/