基于石墨烯的納米多孔材料已被廣泛用作超級(jí)電容器的高容量離子電吸附電極。然而，很少有人關(guān)注位于石墨烯晶格中的電子與單個(gè)石墨烯薄片間吸附離子之間的相互作用。在這里，我們研究了多層還原的氧化石墨烯膜的電子電導(dǎo)率，當(dāng)用作超級(jí)電容器電極時(shí)，可以通過膜的離子帶電狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生集體的電解質(zhì)門控效果。這種門控效應(yīng)為探測(cè)超級(jí)電容器的充電動(dòng)力學(xué)提供了一種可行的方法。通過這種方法，我們觀察到當(dāng)層間距離與離子直徑相當(dāng)時(shí)，還原氧化石墨烯膜中存在孔隙大小相關(guān)的離子滯后或記憶效應(yīng)。我們的研究結(jié)果對(duì)納米約束下的離子-電子相互作用的新器件的設(shè)計(jì)具有一定的啟發(fā)作用。
Fig. 1 電容充電過程中rGO MGM電導(dǎo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
Fig. 2 單層rGO的常規(guī)背柵與多層rGO膜的電解質(zhì)柵的比較。
Fig. 3 不同層間距離的rGO膜在負(fù)極極化條件下的納米約束電解質(zhì)柵。
Fig. 4 恒電流充/放電過程中，GMGM層間距離相關(guān)遲滯響應(yīng)的表征。
Fig. 5 開路過程中的介電容效應(yīng)(隨時(shí)間變化的GMGM)的特征。
相關(guān)研究成果于2020年由墨爾本大學(xué)Dan Li課題組，發(fā)表在Nature Nanotechnology (https://doi.org/10.1038/s41565-020-0704-7)上。原文：Electrolyte gating in graphene-based supercapacitors and its use for probing nanoconfined charging dynamics。
摘自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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