研究人员开发新一代低成本超级电容器薄膜电极

（图源：阿肯色大学小石城分校官网）

据外媒报道，阿肯色大学小石城分校（University of Arkansas at Little Rock ）研究人员开发出一种低成本工艺，使用钴金属络合物和聚吡咯导电聚合物，制造高功率、低成本的超级电容器薄膜电极材料。

超级电容器是可充电储能设备，与传统电池相比，可以更快地提供高功率密度电荷。A它的优点是充电速度快，在数百至数千次充电循环后，仍能保持存储容量。超级电容器广泛应用于各种领域，包括电动车辆的再生制动系统、无线通信和高功率激光器。但是，电极材料的高成本阻碍这类器件的广泛使用。因此，开发高电容材料（改善充放电循环），同时降低材料成本，非常重要。

聚吡咯（PPY）材料可以提高电容效率，因此获得科学界的广泛关注。在各类导电聚合物中，聚吡咯因其导电性高、成本低、易合成等优点，成为最有前途的导电聚合物。此外，PPy材料还表现出优异的氧化还原可逆性和环境稳定性。在本次研究中，研究人员将所制备的钴（III）络合物和聚吡咯（PPY）复合薄膜（CoN4-PPy），电化学沉积到玻璃碳工作电极表面。循环伏安法研究表明，与碱性和有机溶液相比，CoN 4 -PPy在酸性电解液中的电荷储存性能表现突出。

比电容增加的另一个原因可能在于薄膜制备方法。常见的制备技术有两种：化学沉淀和电化学沉积。在第一种方法中，颗粒附聚和粘合剂问题阻碍材料的制备，因为材料的有效表面积减少，增加了内电阻，导致比电容较低。本次研究使用电化学沉积方法，将CoN 4分散到整个PPy薄膜，有效表面积很大。因此，该材料能够产生具有大比电容的高电流密度。

领导这项研究的化学教授Anindya Ghosh博士说：“在工业应用中，我们可以使用低成本材料，通过简单的技术，在不到一小时的时间内，为高性能超级电容器制造薄膜电极，从而显著加快工艺流程，降低合成成本。”研究人员认为，他们的工作可以帮助科学界，甚至超出超级电容器电极领域，有望改变各种实际应用。