Các tụ điện hoá học dựa trên carbon

Wiley - Tập 5 Số 3 - Trang 480-499 - 2012
Arunabha Ghosh1, Young Hee Lee1
1Department of Energy Science, Department of Physics, Sungkyunkwan Advanced Institute of Nanotechnology, Sungkyunkwan University, Suwon 440‐746 (South Korea), Fax: (+82) 31‐290‐5954

Tóm tắt

Tóm tắt

Các tụ điện siêu tụ (supercapacitors) là một trong những thiết bị chính cho các ứng dụng lưu trữ năng lượng. Chúng có mật độ năng lượng cao hơn nhiều so với các tụ điện thông thường và có khả năng cung cấp công suất tốt hơn so với pin. Điều này khiến chúng trở thành những thiết bị độc đáo có thể vượt trội hơn cả pin và tụ điện thông thường trong những tình huống đặc biệt. Nanocarbon là vật liệu điện cực chính cho các tụ điện siêu tụ. Nguồn nanocarbon phong phú và quy trình biến đổi dễ dàng đã dẫn đến việc chế tạo các điện cực giá rẻ. Trong bài đánh giá này, chúng tôi tập trung vào hiệu suất điện dung của carbon hoạt tính có độ xốp cao và cố gắng xác định vai trò của các lỗ rỗng khác nhau. Những thảo luận chi tiết được trình bày về các đóng góp của các vi lỗ và khe hở trung bình cũng như sự phụ thuộc lẫn nhau của chúng. Bài viết này cũng trình bày báo cáo hiệu suất so sánh giữa nanocarbon xốp ngẫu nhiên và có trật tự. Các vật liệu carbon mới, chẳng hạn như ống nano carbon và graphene, cùng với những đóng góp của chúng trong bối cảnh này cũng được thảo luận. Chúng tôi tóm tắt các kỹ thuật chính để chức năng hoá nanocarbon và các cơ chế lưu trữ điện tích giả điện dung của chúng. Các hợp chất nanocarbon với các oxit kim loại chuyển tiếp hoạt động redox và polymer dẫn điện cũng được nhấn mạnh cùng với tác động của chúng như các vật liệu điện cực. Các cấu trúc hợp chất lý tưởng được làm nổi bật và một nỗ lực được thực hiện để xác định cấu trúc điện cực lý tưởng trong tương lai cho các tụ điện với mật độ năng lượng và công suất cao.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1007/978-1-4757-3058-6

10.1126/science.313.5789.902

10.1016/j.ijhydene.2009.04.059

10.1016/j.jpowsour.2006.06.085

10.1149/2.F08081IF

10.1149/1.1997152

10.1021/nl102661q

10.1016/j.jpowsour.2006.02.065

10.1039/pc095163

10.1016/S0378-7753(02)00049-6

10.1149/1.2357987

10.1149/1.2437665

10.1016/S0013-4686(00)00354-6

10.1016/S0008-6223(00)00183-4

10.1002/1616-3028(200110)11:5<387::AID-ADFM387>3.0.CO;2-G

10.1063/1.118568

10.1038/nnano.2009.177

10.1021/nl062263i

10.1016/S0378-7753(01)00736-4

10.1088/0957-4484/20/45/455602

10.1002/adfm.201002603

10.1002/047174199X

10.1002/chem.200601243

10.1016/0013-4686(95)00416-5

10.1016/S0254-0584(03)00105-6

10.1016/j.jpowsour.2005.09.008

10.1021/jp010086y

10.1016/j.jpowsour.2004.12.020

10.1016/S0378-7753(01)00707-8

10.1016/j.carbon.2004.12.028

10.1016/j.electacta.2004.07.045

10.1016/S0008-6223(03)00141-6

10.1016/j.electacta.2003.08.026

10.1016/S0378-7753(98)00038-X

10.1016/j.carbon.2006.05.022

10.1021/ja7106178

10.1126/science.1132195

10.1016/j.theochem.2005.02.070

10.1021/jp020336q

10.1002/adma.200501905

10.1016/j.fuproc.2004.11.011

Li Q., 2005, New Carbon Mater., 20, 335

10.1021/ef050313l

10.1016/j.electacta.2005.11.039

10.1016/j.jpowsour.2004.07.004

10.1039/b816514a

10.1016/S0378-7753(96)80015-2

10.1021/cm060146i

Zhou P. W., 2006, New Carbon Mater., 21, 125

10.1016/j.micromeso.2005.03.009

10.1021/jp067009t

10.1016/j.carbon.2007.01.024

10.1016/S0008-6223(01)00027-6

10.1149/1.1477297

10.1016/S0960-0779(01)00252-1

Ci Y., 2007, Chin. J. Inorg. Chem., 23, 365

10.1063/1.1599963

10.1016/S0008-6223(02)00186-0

10.1016/j.jpowsour.2010.01.041

10.1016/S0008-6223(99)00142-6

10.1002/1521-4095(200105)13:9<677::AID-ADMA677>3.0.CO;2-C

10.1016/S0008-6223(02)00439-6

10.1039/b307373d

10.1039/a906872d

10.1016/j.jpcs.2003.10.024

10.1149/1.1393561

10.1039/b311541k

10.1016/j.mseb.2003.10.096

10.1016/j.jpowsour.2004.02.013

10.1016/j.carbon.2005.07.029

10.1016/j.micromeso.2004.06.009

10.1016/j.micromeso.2008.03.018

10.1039/c003213a

10.1016/j.jpowsour.2004.10.001

10.1016/S0022-3093(98)00003-9

10.1021/la011132o

10.1016/j.jnoncrysol.2004.05.018

10.1007/BF01139044

10.1016/S0022-3093(05)80436-3

10.1016/j.jpowsour.2005.09.045

10.1016/j.carbon.2004.02.016

10.1016/S0008-6223(02)00243-9

10.1126/science.1082332

10.1021/la061177v

10.1021/cr020740l

10.1002/ange.200702721

10.1002/anie.200702721

10.1016/j.micromeso.2006.07.021

10.1016/S0378-7753(03)00459-2

10.1021/jp056754n

10.1002/adma.200600445

10.1016/j.carbon.2007.06.002

10.1016/j.ijhydene.2007.08.019

10.1016/j.carbon.2008.07.018

10.1016/j.jpowsour.2011.08.017

10.1021/nn901825y

10.1039/B915903G

10.1016/j.carbon.2010.10.025

10.1016/S0009-2614(01)00111-7

10.1021/la040132w

10.1016/S0008-6223(01)00266-4

10.1016/S0167-577X(01)00352-4

10.1149/1.2811864

10.1039/c0ee00261e

10.1002/adma.200904349

10.1038/nmat2297

10.1021/jp973319n

10.1002/adfm.200901927

10.1016/j.jpowsour.2006.01.072

10.1021/jp034546u

10.1063/1.2139839

10.1021/cm047882b

10.1021/cm049337g

10.1016/j.elecom.2007.04.015

10.1016/j.elecom.2006.10.027

10.1002/adfm.200600961

10.1016/j.carbon.2007.02.034

10.1021/cm801932u

10.1021/la801744a

10.1002/adma.200803160

10.1021/nn901689k

10.1021/jp060936f

10.1039/b718289a

10.1016/j.carbon.2008.10.031

10.1016/j.electacta.2010.01.089

10.1088/0022-3727/43/27/275402

10.1016/j.carbon.2010.02.001

10.1002/adfm.201101037

10.1038/nnano.2007.451

10.1039/B512799H

10.1021/nl803798y

10.1038/nnano.2008.329

10.1016/j.carbon.2006.06.004

10.1021/jp710931h

10.1021/nl080604h

10.1002/adfm.200900167

10.1021/cm9006603

10.1038/nnano.2009.279

10.1126/science.1200770

10.1021/nl802558y

10.1038/nature06016

10.1016/j.jpowsour.2011.02.092

10.1021/jz9003137

10.1016/j.carbon.2010.01.014

10.1021/nn901311t

10.1016/j.carbon.2010.06.047

10.1016/j.carbon.2011.02.068

10.1016/j.electacta.2010.05.086

10.1016/j.electacta.2011.01.016

10.1016/j.electacta.2010.02.095

10.1016/j.jallcom.2011.02.136

10.1021/ja102267j

10.1002/adfm.201001054

10.1016/j.electacta.2010.06.081

10.1016/j.electacta.2010.08.048

10.1021/cm902876u

10.1021/nn1000035

10.1021/cm902413c

10.1021/nn900297m

10.1016/j.carbon.2009.09.066

10.1039/c0nr00224k

10.1021/am900815k

10.1021/nn1006539

10.1021/la103413s

10.1016/j.jpowsour.2011.02.090

10.1021/nn901790f

10.1039/c0jm02850a

10.1021/jp201673e

10.1016/S0009-2614(01)01037-5

10.1016/S0008-6223(02)00045-3

10.1016/S0378-3820(02)00078-4

10.1149/1.1631823

10.1149/1.1834913

10.1149/1.1491235

10.1016/j.jpowsour.2004.07.015

10.1016/j.jpcs.2003.10.051

10.1080/10587250215244

10.1016/j.cplett.2005.07.061

10.1016/j.carbon.2010.11.039

10.1039/B811548F

10.1021/jp9116563

10.1007/s12274-010-0020-x

10.1002/smll.200400137

10.1016/j.carbon.2009.02.004

10.1021/nn100681d

10.1002/adma.201003658

10.1149/1.1925067

10.1016/j.jpowsour.2011.02.029

10.1007/s10008-008-0658-4

10.1016/j.jpowsour.2008.03.090

10.1149/1.2171833

10.1016/j.electacta.2006.09.029

10.1016/j.cap.2010.08.018

10.1039/b909779a

10.1021/jp911631w

10.1016/j.matlet.2009.11.069

10.1088/0957-4484/21/34/345701

10.1063/1.3069277

10.1016/j.matchemphys.2007.02.038

10.1016/j.cplett.2006.11.089

10.1021/jp069006m

10.1149/1.1576222

10.1149/1.1815151

10.1016/j.jpowsour.2010.06.073

10.1016/j.jpowsour.2009.08.093

10.1016/j.jpowsour.2006.11.025

10.1149/1.2041147

10.1016/j.jpowsour.2008.11.133

10.1016/j.elecom.2009.05.058

10.1016/j.jpowsour.2007.08.010

10.1016/S1388-2481(02)00371-5

10.1021/la980799g

10.1149/1.2140677

10.1149/1.1417976

10.1149/1.1432245

10.1016/j.jpowsour.2006.09.066

10.1016/j.carbon.2006.04.030

10.1016/j.elecom.2008.05.007

10.1023/A:1024439023251

10.1002/adfm.200700518

10.1016/j.jpowsour.2009.01.050

10.1016/j.elecom.2009.03.036

10.1016/j.carbon.2009.06.051

10.1039/b919055d

10.1016/j.carbon.2006.06.031

10.1016/j.electacta.2007.01.006

10.1007/s10853-006-0462-4

10.1016/0008-6223(92)90184-X

10.1002/app.1531

10.1016/j.jpowsour.2008.08.032

10.1016/j.jpowsour.2005.03.210

10.1016/j.jpowsour.2007.04.074

10.1016/j.jpowsour.2008.11.012

10.1016/j.matlet.2008.05.014

10.1021/jp8113094

10.1007/s10008-009-0856-8

10.1021/jp8088269

10.1016/j.elecom.2009.05.003

10.1007/s00339-005-3401-3

10.1016/j.jpowsour.2010.06.013

10.1039/c000339e

10.1016/j.jpowsour.2005.05.030

10.1007/s00339-005-3397-8

10.1149/1.1383553

10.1016/j.elecom.2005.08.017

10.1007/s10008-008-0627-y

10.1007/s10008-009-0970-7

10.1016/j.jallcom.2010.05.097

10.1002/adfm.200800635