基于石墨烯的納米多孔材料已被廣泛用作超級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)用作超級電容器電極時，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)為探測超級電容器的充電動力學(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，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)果對納米約束下的離子-電子相互作用的新器件的設(shè)計具有一定的啟發(fā)作用。
Fig. 1 電容充電過程中rGO MGM電導(dǎo)的實時監(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：
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