近日，西南大學材料與能源學部李長明教授研究團隊在生物質多孔類石墨烯碳材料的研究取得了重要進展，相關研究成果以“Chemically exfoliate biomass into a graphene-like porous active carbon with ratio
nal pore structure, good co
nductivity and large surface area for high performance supercapactiors”為題接收并發表在國際能源納米材料頂尖期刊《AdvancedEnergyMaterials》（IF=16.721）上。
活性碳材料具有獨特的物理性質，且成本低廉，但是制備過程中容易造成材料板結和孔堵塞，大大降低了其在電化學器件中的離子/電子容納能力，導電性和材料利用率。李長明教授研究團隊通過化學預處理生物質，高溫碳化的方法制備出具有合理孔結構，良好導電性和高比表面積的類石墨烯活性碳材料，具有石墨烯的一些重要性質。這一材料具有高導電性、高比表面與低費用等優點。該材料展現出超高的雙電層比電容 (340 F g-1)以及高的能量密度 (23.33 到 16.67 Wh Kg-1)，大大優于目前報道的所有碳材料（100-150F g-1）和石墨烯（200-250F g-1），并且具有優異的倍率性能和循環穩定性，有極大的實際應用價值。該類石墨烯材料預期將在綠色能源、傳感和柔性可穿戴設備有極其廣泛的用途。
同時，該工作通過不同的預處理劑精確地調控了生物質的納米孔結構和層狀結構，并對不同的處理機制進行了詳細研究。研究發現，通過對介孔和大孔的合理設計，能使介孔和大孔與材料中的微孔相關聯，共同構成快速的離子傳輸通道，從而提高了材料的導電性和利用率，極大增強了擴散速率，從而從理論上得到了孔率與電極動力學的關系。該工作對于制備多孔電極并具有良好導電性的生物質（生物廢料）碳材料在能源儲存和能源轉換中的應用具有指導意義。該類石墨烯材料已開始產業化的進程。
該研究得到國家“千人計劃”、國家973計劃、國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費和重慶市潔凈能源與技術重點實驗室相關項目資助。
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