石墨烯、活性炭等碳基材料是重要的超级电容器电极材料,通常高的比表面积有望存储更多的电荷。但实际上,限于材料孔径尺寸或表面浸润性等原因,只有部分表面能发挥存储电荷的功能,增加材料的"可存储电荷表面"是提高其比电容的关键。最近,不少研究结果证明固液界面能产生稳定存在的纳米气泡。项目组在前期工作中发现纳米气泡形成的"固-气-液"界面能显著提高材料的电荷存储容量,这为研发大比容量的超级电容器提供了新的研究思路。纳米气泡的存在将会改变材料的表界面性质,影响电解液在多孔结构中的传输与转移,进而影响电荷的存储与释放过程。基于此,本项目拟以石墨烯等碳基材料为对象,研究材料表面性质、电解液选择等对纳米气泡的生成及稳定性的影响;研究纳米气泡的种类、尺寸、表面覆盖度等因素对材料浸润性的影响;揭示纳米气泡对碳基电极材料表面电荷的存储与释放的影响机制,为制备高比容量的超级电容器电极材料提供理论依据和实验基础。
英文主题词Nanobubble;Graphene;Wetting;Supercapacitor;