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赖跃坤教授团队《EES》顶刊封面进展:石墨烯气凝胶可实现高效的能量存储和转换

由于燃烧化石燃料而导致空气质量下降的担忧推动了清洁和可再生能源的发展。超级电容器,电池和太阳能电池是对人类社会的可持续发展至关重要的生态友好型储能和转换系统。但是,许多不同的因素都会影响储能和转换系统的性能。系统的整体效率取决于所结合功能材料的特定结构和特性。碳材料(例如石墨烯)对于储能和转换领域的材料开发尤其有前途。石墨烯是仅单个原子厚的二维(2D)碳材料,具有无质量的狄拉克费米子(电子传输受狄拉克方程式控制),具有出色的导电性,优异的导热性和出色的机械性能。2D独立式石墨烯薄膜和粉末为有前途的能源应用铺平了道路。近来,已经花费了很多努力来尝试改善源自石墨烯的3D网络/气凝胶结构内的电极材料中的活性位点的数量。这是因为石墨烯气凝胶具有多孔的分层结构,可提供快速的电子/离子传输,优异的化学和物理稳定性以及良好的循环性能,因此是能源系统的有前途的材料。这篇综述旨在总结新型3D网络石墨烯,石墨烯衍生物和基于石墨烯的材料的合成方法,力学方面以及能量存储和转换应用。应用领域包括超级电容器,2,储热,燃料电池和太阳能电池。


Graphene aerogels for efficient energy storage and conversionEnergy Environ. Sci., 2018,11, 772-799