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苏州纳米所信息可视化智能超级电容器研究取得进展 [复制链接]

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超级电容器因其高功率密度、长循环寿命等特点而被认为是最有应用前景的新型储能装置,在交通、电力、通信、国防、消费性电子产品等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力。近年来,人们通过新材料开发继续提高超级电容器的性能,并赋予其新的特色和功能(如轻质、柔性、可编织等),以使其更好地应用到实际生活和生产中。

  一个大胆而令人振奋的设想是能否开发出一种创新性的超级电容器,并赋予其智能化新特性。“智能化”意味着超级电容器本来只能执行单纯能量存储的功能,智能化后不需要复杂的电路设计,即可获得与人互动的能力,例如将自身性能数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来并进行交互处理。

  最近,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所赵志刚课题组开发出一种智能超级电容器电极有助于这一问题的解决。这种智能超级电容器电极以氧化钨(W18O49)纳米线和聚苯胺(PANI)为电极活性材料,通过图案化制备加工而成,氧化钨(W18O49)组成图案“SINANO”,聚苯胺(PANI)组成背景。该电极具有丰富的颜色变化,且电容性能优异,可以通过其图案和背景颜色的交互变化来展示其能量存储状态(如图)。当一种组分着色时,另一种组分即为透明色。随着能量储存和释放过程进行,图案(W18O49)和背景(PANI)颜色发生相应的交互变化。该研究结合了普通超级电容器能量储存的功能和电致变色的可视变化,赋予了超级电容器“智能化”新特性,为超级电容器的未来发展开辟了一条新的道路。

  该研究成果已发表于国际期刊《纳米快报》(Nano Letters, 2014, 14, 21502156)上。上述科研工作得到了国家自然科学基金、教育部留学回国人员科研基金的大力支持。
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