【本站讯】近日，英国皇家化学学会期刊Nanoscale以封面论文（Nanoscale 2016, 8, 7889-7899, front cover）的形式，发表我校理学院2013级硕士研究生张誉的科研成果《具有高速率电容特性的三明治状的氮掺杂多孔碳/石墨烯复合纳米片》（“Sandwich-like nitrogen-doped porous carbon/graphene nanoflakes with high-rate capacitive performance”）。

该科研工作由化学工程学院阎子峰教授和理学院邢伟教授合作指导完成，论文第一作者为张誉，中国石油大学（华东）为研究成果第一完成单位。

近年来，可再生能源（如风能、太阳能、地热能等）的利用受到人们越来越多的关注，如何实现此类间歇性能源的高效存储和利用是该领域的研究热点。超级电容器具有充放电快速、循环寿命长、没有记忆效应和成本低廉等优点，是间歇性电能的最佳存储器件。多孔炭材料是超级电容器常用的电极材料，具有比表面积高、孔结构可调、导电性好、化学惰性等一系列优点。然而，以普通多孔炭为电极材料的超级电容器能量密度相对较低，在快速放电的条件下电容衰减严重，使超级电容器的应用受到限制。

张誉的研究合成了一种新型三明治结构的氮掺杂多孔碳/石墨烯复合纳米片，并将其用作超级电容器的电极材料，该材料表现出极高的能量密度和速率特性。位于三明治结构中间的石墨烯层可以作为电子的快速传递通道，而位于三明治结构两侧的超薄多孔碳层（20-100 nm，厚度可调）可以降低电解质离子的扩散阻力，有利于电解质离子在充放电过程中的快速传输，这种特殊结构赋予该材料极佳的速率电容特性。该材料比表面积极高，主要通过电化学双电层电容机理储存电能；同时，材料中丰富的含氮官能团也可以赝电容机制进一步提高储能容量。该研究通过优化材料的孔隙结构，提高碳材料的速率特性和储能容量，揭示了二维纳米碳层孔隙结构与其电容特性之间的构效关系，为超级电容器二维结构电极材料的设计提供了理论依据。此外，合成材料也可作为模型材料用于储能电池、传感器等领域的研究。

相关科研成果得到审稿专家充分肯定，认为合成的新型三明治结构氮掺杂多孔碳/石墨烯复合纳米片实现了对于二维碳材料孔隙结构以及掺杂条件的有效调控，作为超级电容器电极材料展现出诱人的应用前景，具有较高的研究价值和现实意义。

Nanoscale是纳米材料领域的领头期刊之一，影响因子7.394，作为SCI一区TOP杂志，所收录的科研论文在该领域具有较高影响力。

论文详情见：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/nr/c5nr05151g#!divAbstract