近日，化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張培新教授團(tuán)隊與香港理工大學(xué)鄭子劍團(tuán)隊合作，在炭材料微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控及柔性超級電容器領(lǐng)域的研究取得重要進(jìn)展。該工作發(fā)表在材料領(lǐng)域權(quán)威期刊《Advanced Materials》（IF：19.79）。論文題目：Scalable 2D Hierarchical Porous Carbon Nanosheets for Flexible Supercapacitors with Ultrahigh Energy Density（30,1706054,2018）。深圳大學(xué)張培新教授、鄧立波博士與香港理工大學(xué)鄭子劍教授為共同通訊作者，博士后姚蕾為第一作者，深圳大學(xué)為第一通訊單位。
近年來隨著柔性與可穿戴電子如智能織物、可彎曲顯示器、智能手機(jī)、電子皮膚等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對柔性電源系統(tǒng)的需求也日益增長。大量研究表明以碳材料為電極的柔性超級電容器是一種理想的選擇，然而目前以石墨烯為代表的柔性碳材料的能量密度仍然偏低，且制備工藝復(fù)雜，很難對微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效調(diào)控，因此難以實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
鑒于此，該團(tuán)隊從碳材料前驅(qū)體的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā)，通過對苯二胺與乙醛在溫和條件下的縮合反應(yīng)高效制備了一種具有剛性結(jié)構(gòu)、適當(dāng)交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)一步通過熱處理制備了孔結(jié)構(gòu)與形貌可控的二維層次多孔碳材料。利用分子內(nèi)未完全交聯(lián)及高度交聯(lián)鏈段的不同性質(zhì)，實現(xiàn)炭化產(chǎn)物微-介-大孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控。所制備的炭納米薄片材料由于超高長徑比、良好的柔性及合適的孔結(jié)構(gòu)，在柔性電容器中表現(xiàn)優(yōu)異的性能，能量密度達(dá)到8.4mWh/cm3，高于目前所報道的基于石墨烯的柔性超級電容器的性能。
該課題研究工作得到國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、博士后基金、深圳市科技計劃等項目的支持。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201706054
