从纤维素到超级电容

来源：中国科学报   发布者：亦云   日期：2015-10-14  

据美国每日科学网站报道，科学家们正在利用从植物、细菌、藻类和树木中获得的纤维素，构建更高效、持久的超级电容器。若能实现，这种轻量化和高功率的电容器对可穿戴设备应用大功率电器、便携式电源和电动汽车的进一步发展都将是一大福音。 纤维素具有高强度和高灵活性的优点，可应用在许多先进技术上，尤其是纳米纤维素基材料。加拿大顶尖大学之一麦克马斯特大学的助理化学工程教授Cranston和材料科学与工程系教授zhitomirsky演示了一个三维能量存储装置，这个装置可以从纳米纤维素的“泡沫墙”构造中捕获功能性纳米粒子。“泡沫墙”可简单、快速制备。运用看起来像纳米级的“长粒米”的纳米微晶纤维素，“米粒”已被粘在一起，在随机点形成一个网状结构，具有大量开放空间，而且非常轻。 Cranston表示，这项材料的研究向制备超级电容器迈进了一大步，这也意味着未来技术发展会更多地依赖材料进步。（李勤编译） 【英国工程师网站2014年4月8日报道】科学家们宣称，树木很快就会在能量存储设备上扮演重要角色。俄勒冈州立大学的化学家发现，纤维素——地球上最丰富的有机聚合物，树的一个关键组成元素——在加热炉中氨氛围下加热，可以成为超级电容器的构建材料。 超级电容器是大功率能量存储设备，具有广泛的工业应用，其使用一直受限于高质量碳电极的制备困难和高成本。俄勒冈州立大学的研究人员发现的新方法可以低成本、快速、环保地制备氮掺杂的纳米多孔碳膜——超级电容器的电极。唯一的副产品是甲烷，可以用作燃料或有其他用途。研究人员宣称，他们首次证明纤维素可以与氨反应，从而制备氮掺杂的纳米多孔碳膜。不仅有工业应用，而且这将为研究碳反应过程中的气体排放开创一个全新的科学领域。他们将把廉价的木材变成一个有价值的高科技产品。除了超级电容器，纳米多孔碳材料也可以应用在吸附气体污染物、环境过滤器、水处理和其他用途。（中国航空工业发展研究中心 胡燕萍）

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