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李在房教授团队在导电聚合物领域研究取得进展

来源 :       作者 :      时间 : 2023-02-21

近日,我院李在房教授团队在导电聚合物相关研究领域取得进展:团队通过构建一种新型导电聚合物的复合物PEDOT:CF3SO2(x)PSS(1-x),制备了电化学性能和稳定性优异的超级电容器。相关工作发表在国际知名期刊ChemSusChemhttps://doi.org/10.1002/cssc.202202208

(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)是最有前途的商业导电聚合物之一,其作为超级电容器电极材料的研究已引起科研工作者的广泛关注。PEDOT:PSS应用在超级电容器上时,其电容性能及稳定性是其商业化面料的关键挑战。虽然PEDOT:PSS与其它材料复合(如碳材料)可以提升其电容器性能,但材料稳定性和柔韧性会大大受损。因此,发展高性能稳定的PEDOT:PSS衍生物或复合物是推动其商业化的最有效途径之一

基于此,李在房教授团队通过使用离子液体二[双(三氟甲基磺酰基)亚胺]锌(Zn(TFSI)2)解离产生的官能团CF3SO2-替换部分PSS-作为PEDOT+的抗衡离子,从而得到了一种新型的导电聚合物复合物PEDOT:CF3SO2(x)PSS(1-x)。进而通过浓硫酸处理去除大量PSS得到S-PEDOT:CF3SO2(x)PSS(1-x)电极,得到了194 F cm-3的高比电容,这是迄今为止基于PEDOT:PSS材料的最高值。以S-PEDOT:CF3SO2(x)PSS(1-x)为电极材料制备的超级电容器,其最大能量密度和功率密度分别为6.02 mWh cm-3397 mW cm-3。同时,此超级电容器在10000次循环后电容保持率高达98%,放置在空气中2880小时后电容保持率高达92.2%,同时10000次循环后电容保持率仍高达96%,具有极其优异的电化学稳定性和空气稳定性。该研究工作为高性能稳定超级电容器提供了一种有效的方法,也大大推动了PEDOT:PSS基超级电容器的商业化。

我院与浙江理工大学联合培养研究生聂士松为论文第一作者,李在房教授和金英芝博士为共同通讯作者,嘉兴学院为第一(唯一)通讯作者单位。


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