科學家成功將3D打印石墨烯氣凝膠超級電容性能翻倍
2016年2月份，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）與加州大學圣克魯茲分校（UCSC）的科學家們首次使用超輕的石墨烯氣凝膠3D打印出超級電容。如今這支研究團隊再接再厲，找到了一種方法，可以將3D打印的石墨烯基超級電容的性能翻倍。
科學家們發現的這種方法，涉及到將氣凝膠電極里的鋰離子和高氯酸鹽離子夾在石墨烯層之間，可以大大改善電極的能力。他們的研究結果被發表在6月期的《ChemNanoMat》雜志上，并作為封底推薦文章。
“這是一種獨特的方法，可以大大提升我們當前的石墨烯氣凝膠超級電容的性能�！�LLNL的工程師兼本研究論文的合著者Cheng Zhu說：“我們已經修改了設備，并找到了最佳配方�！�
LLNL的研究人員使用一種直接墨水寫入技術為UCSC的合作研究團體提供3D打印的石墨烯氣凝膠電極。據天工社了解，由于其超大的表面積和優良的導電性使得石墨烯基材料越來越多地被用在超級電容器中。
這種方法涉及到兩個離子插入步驟（鋰離子插入和高氯酸鹽離子插入），然后水解高氯酸鹽離子插入化合物。
“這兩步電化學過程增加了石墨烯基材料可供存儲電荷的表面面積，以及贗電容點的數量，從而進一步增加了電荷存儲容量。”LLNL材料科學家和論文和著者Fang Qian說。
據本論文的通信作者、UCSC教授Yat Li解釋稱，石墨烯氣凝膠的電容主要受到其相對較小的離子可及表面面積的限制，這是由于石墨烯薄片堆疊和聚合造成的。
Li教授稱：“這項研究提出了一種簡易的方法，通過片狀剝落堆積的石墨烯層并功能化它們的表面來提高3D打印石墨烯氣凝膠的電容性能，而且不會損壞結構的完整性。”
Zhu說，這一研究結果是使用氣凝膠創建更加復雜的體系結構的下一步，可以實現功能更為強大的超級電容，這種超級電容會在某一天被用在定制化的電子產品中。
“將來，我認為每個設備是將定制的，所以你需要具有各種獨特結構或形狀的超級電容。”Zhu說�！叭绻隳�3D打印它，你就能做出任何你想要的形狀。在將來，每個人都可以設計自己的iPhone。”
（編譯自LLNL）
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