元素百科以落叶为原料，为您介绍科学家制备高效正极材料。五颜六色的落叶，被科学的“魔杖”轻轻一点，竟然变成了性能好的电容器正极。记者5日从南开大学获悉，材料科学与工程学院周震教授课题组以校园普通落叶为原料，制备了高效的正极材料，大大提高了钠离子电容器的整体性能。该成果发表在最新一期的《先进能源材料》中，并获得了国家重点研发计划项目的资助。
钠离子电容器作为一种新型的储能器件，因其高能密度和超级电容器高功率密度的优点而备受关注。然而，现有钠离子电容器正极材料单位重量中的能量储存量远低于负极。为了使两者具有相同的储存能力，必须制造大而厚的正极，这极大地限制了钠离子电容器在储能领域的广泛应用。周震说，现有的钠离子电容器大多以商业活性炭为正极，他们的团队找到了一种独特的方法，以梨叶为原料，成功制备了高比表面积的生物质碳材料作为吸附正极。与商业活性炭相比，叶片制备的生物质碳材料显示了阴离子的快速吸附和循环稳定性，大大提高了电容器的储存能力和充放电速度。
此外，研究小组还通过静电纺丝技术引入碳纳米管，设计制备了二氧化钛和碳纳米管作为嵌入式负极均匀分散在碳材料中的纳米棒。通过合理匹配，研究小组将上述两种材料组装成钠离子电容器。该装置具有较高的能量密度、优异的功率密度和较长的循环稳定性，有效地解决了现有电容器的正负极电化学反应动力学不匹配问题，进一步证明了钠离子电容器具有较高的电压输出。该结果为钠离子电容器的后续研发提供了新的思路，也为进一步实用提供了可能性。
