我校低维凝聚态物理重点实验室、物理与电子科学学院青年教师张诚课题组在新型储能器件设计和应用方面取得重要进展。该成果以《High-Energy All-Solid-State Symmetric Supercapacitor Based on Ni3S2 Mesoporous Nanosheet-Decorated Three-Dimensional Reduced Graphene Oxide》为题发表在《ACS Energy Letters》2017, 2, 759-768.

     随着环境恶化和能源危机加剧，能源需求不断增强，设计高效、稳定和环保的能量存储/转化器件已经成为理论研究和实际生产的一项重要挑战。超级电容器由于超高的能量密度、快速的充放电和优异的循环稳定性等特性，作为传统高功率密度的电容器和高能量密度的电池之间链接者，正成为新型能量器件研究的热点。

    超级电容器存储能量的方式主要依赖于电解质离子在电极材料表面发生的物理吸附/氧化还原反应。因此提高超级电容的性能一方面需增大电解质和电极材料的接触面积，另一方面要提高电极材料的导电性。为了解决上述两个关键问题，该研究小组研究设计了一种基于优异导电性能的三维石墨烯和超高电容量的Ni3S2的多孔纳米复合结构（Ni3S2/3DrGO），在分子/原子层面实现了协同增强复合纳米材料的动力学参数和电容性能。基于Ni3S2/3DrGO的全固态超级电容器由于合理的结构特征和优异的导电性能，表现出了超高的能量密度（58.9 Wh kg-1）、功率密度（3.7 Kw kg-1）和优异的循环稳定性（在电流密度为10 A g-1条件下，经历30 000次循环充放电测试能保持其92%的电容量）。

   该研究小组提出的这种通过分子/原子层面的结构复合而实现功能复合的实验方法为制备下一代高性能储能器件提供了一种新的设计思路。该研究工作得到了国家自然科学基金，以及人工微结构科学与技术协同创新中心和贵州省纳米材料计算与模拟中心的支持。

    ACS Energy Letters 是美国化学协会2016年创办的材料能源杂志，该期刊在国际材料科学领域内具有较高的学术影响力。

文章链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.7b00078