元素百科为您介绍石墨烯量化制备和石墨烯基超级电容器的先进材料。近日，中国科学院电气研究所研究团队在石墨烯量化制备和高性能石墨烯基超级电容器方面取得进展，提出以二氧化碳为原料，采用自扩散高温合成技术，成功实现高导电性和高比表面积石墨烯粉快速、绿色、低成本制备。国际期刊《先进材料》发表了相关研究成果，并申请了国家发明专利和PCT专利。
石墨烯新材料制备线路
石墨烯是近年来备受关注的新材料，但优质石墨烯的工业化和大规模制备一直是一个世界性的问题。目前，石墨烯粉末大规模制备的技术路线主要基于膨胀石墨剥离法和氧化石墨还原法，但前者通常获得低比表面积的多层石墨片，后者制备的石墨烯由于氧官能基团和结构缺陷导致导电性低，严重限制了石墨烯的潜在应用。
石墨烯制备方法性能优越
针对上述问题，团队以二氧化碳为原料，金属镁粉为还原剂，纳米氧化镁为模板剂，成功制备了富含介孔结构的石墨烯。目前，石墨烯的电导率高达1.3万 S/m，比表面积为709 m2/g，在离子液体电解液中具有优异的综合性能和优异的电化学性能。基于电极材料的比电容高达244 F/g，能量密度高达136 Wh/kg，功率密度高达10000 kW/kg，循环100万周后，容量保持率仍大于90%。石墨烯制备方法反应时间短、环境友好、成本低、工业化推广方便，将有效促进石墨烯在超级电容器等储能领域的实际应用。
