Onlangs, een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Wang Zhenyang van het Institute of Solid State Physics van de Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) rapporteerde een nieuwe methode om krachtige supercondensatoren met ultrahoge energieopslagdichtheid te maken.

Het construeren van 3D-grafeenframeworks met ultradikte en rijke ionentransportpaden is van groot belang voor de praktische toepassing van grafeen-supercondensatoren. Echter, in dikkere elektroden, het totale vermogen om energie op te slaan wordt beperkt door onvoldoende afgifte van ionen aan het oppervlak van het elektrodemateriaal en de slechte elektronentransporteigenschappen.

In dit werk, laser-geïnduceerde ultradikke 3D-grafeenframes, met een dikte tot 320 m, werden direct op het gesynthetiseerde polyimide gekweekt door de thermische gevoeligheid van polyimide te optimaliseren om de penetratiediepte van de laser te vergroten. Dus, hiërarchische poriën werden verkregen door de snelle afgifte van gasvormige producten tijdens laserstraling, wat een snel ionentransport mogelijk maakte.

Deze nieuwe structuur bracht de tegenstelling tussen elektrodedikte en snel ionentransport goed in evenwicht. Pseudocapacitief polypyrrool werd verder geïntroduceerd in de grafeenframes om composietelektroden te bereiden, die specifieke capaciteiten vertonen tot wel 2412,2 mF cm ^-2 bij 0,5 mA cm ^-2 .

Overeenkomstig, flexibele solid-state micro-supercondensatoren werden geconstrueerd met een hoge energiedichtheid van 134,4 μWh cm ^-2 bij een vermogensdichtheid van 325 μW cm ^-2 .

Deze resultaten laten zien dat deze ultradikke grafeenelektroden een groot potentieel hebben bij de toepassing van supercondensatoren die een hoge energieopslagdichtheid beloven.