以鋰離子電池為代表的電池類(lèi)組件和以超級(jí)電容器為代表的電容式組件是目前電物理儲(chǔ)能組件的兩類(lèi)重要類(lèi)型。 電物理儲(chǔ)能是電能與物理能相互轉(zhuǎn)換的過(guò)程,涉及電解質(zhì)離子的擴(kuò)散、遷移、吸附和解吸等動(dòng)力學(xué)誘導(dǎo)過(guò)程。 在典型的電物理電極中,離子在材料本體中嵌入/脫嵌(例如在電池中)或在表面上吸附/解吸(例如在電物理電容器中)。 碳材料是一類(lèi)罕見(jiàn)的能夠有效存儲(chǔ)離子的主體材料。 更突出的是,碳材料中的離子通道()不僅提供了快速的離子傳輸路徑,還可以讓電解質(zhì)滲透到更多的孔隙中,碳層是碳電極中能量傳導(dǎo)的“血管”。 建立和探索離子通道的數(shù)學(xué)和物理特性是一個(gè)古老而重要的課題。
近日,《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院朱彥武課題組、格拉斯哥第三學(xué)院院長(zhǎng)撰寫(xiě)的評(píng)論文章:info. 本文從碳材料中離子通道的制備策略和儲(chǔ)能應(yīng)用的最新研究進(jìn)展入手,重點(diǎn)分析離子通道與碳材料(主要包括鋰/鈉離子板和碳材料)儲(chǔ)能特性的關(guān)系。超級(jí)電容器); 深入討論了影響碳通道內(nèi)離子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的激勵(lì)因素,包括尺寸和表面物理的本構(gòu)效應(yīng)。 最后,作者提出,作為一種相對(duì)簡(jiǎn)單的二維離子通道模型,層狀石墨烯為研究密閉空間內(nèi)離子的吸附/傳輸特性提供了新的思路。 該評(píng)論還總結(jié)了該領(lǐng)域尚未解決的挑戰(zhàn),并展望了未來(lái)可能的方向。