以鋰離子電池為代表的電池類組件和以超級電容器為代表的電容式組件是目前電物理儲能組件的兩類重要類型。 電物理儲能是電能與物理能相互轉換的過程,涉及電解質離子的擴散、遷移、吸附和解吸等動力學誘導過程。 在典型的電物理電極中,離子在材料本體中嵌入/脫嵌(例如在電池中)或在表面上吸附/解吸(例如在電物理電容器中)。 碳材料是一類罕見的能夠有效存儲離子的主體材料。 更突出的是,碳材料中的離子通道()不僅提供了快速的離子傳輸路徑,還可以讓電解質滲透到更多的孔隙中,碳層是碳電極中能量傳導的“血管”。 建立和探索離子通道的數學和物理特性是一個古老而重要的課題。
近日,《國家科學評論》發表了中國科學院朱彥武課題組、格拉斯哥第三學院院長撰寫的評論文章:info. 本文從碳材料中離子通道的制備策略和儲能應用的最新研究進展入手,重點分析離子通道與碳材料(主要包括鋰/鈉離子板和碳材料)儲能特性的關系。超級電容器); 深入討論了影響碳通道內離子反應動力學的激勵因素,包括尺寸和表面物理的本構效應。 最后,作者提出,作為一種相對簡單的二維離子通道模型,層狀石墨烯為研究密閉空間內離子的吸附/傳輸特性提供了新的思路。 該評論還總結了該領域尚未解決的挑戰,并展望了未來可能的方向。