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  隨著能源的不斷消耗，綠色儲(chǔ)能器件的研發(fā)顯得極其重要。與傳統(tǒng)二次電池相比，超級(jí)電容器不但使用壽命長(zhǎng)，而且比能量和比功率都高，能夠滿足電動(dòng)汽車、電子儲(chǔ)能設(shè)備、航空航天、軌道交通以及家用電器等對(duì)高功率儲(chǔ)能器件的需求。因此，超級(jí)電容器一問(wèn)世，便受到人們的廣泛關(guān)注。

  近來(lái)，同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院蔡克峰教授課題組基于多年在導(dǎo)電聚合物/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的熱電性能及其器件的研究經(jīng)驗(yàn)和堅(jiān)實(shí)的工作基礎(chǔ)，考慮到導(dǎo)電聚合物不僅可以產(chǎn)生贗電容，具有較高比容量，自去年始將研究方向拓展至有機(jī)/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的超級(jí)電容器性能及其器件，至今已取得了一系列重要進(jìn)展。

  該課題組以管狀的二硫化鉬(MoS2)為骨架，通過(guò)原位化學(xué)氧化聚合的方法，將之分別與導(dǎo)電PPy纖維與PPy顆粒成功地復(fù)合，通過(guò)調(diào)控PPy的形貌和含量，制得了具有高比容及循環(huán)穩(wěn)定性能優(yōu)異的超級(jí)電容器負(fù)極材料。在電流密度為1 A/g時(shí)，比容最高達(dá)462 F/g。相比于目前常用的負(fù)極材料（碳材料），該材料具有廣泛的應(yīng)用前景。

  相關(guān)成果以“In Situ Growth of Polypyrrole onto Three-Dimensional Tubular MoS2 as an Advanced Negative Electrode Material for Supercapacitor”為題發(fā)表在《Electrochimica Acta》（246 (2017) 615–624）上。

  最近，該課題組為實(shí)現(xiàn)可穿戴電子設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，發(fā)展了一種具有可透氣的對(duì)稱型全固態(tài)柔性超級(jí)電容器。這種超級(jí)電容器是以多孔的商用無(wú)塵紙為透氣及柔性基底，使用低溫界面聚合的方法，將高導(dǎo)電的PPy薄膜沉積到無(wú)塵紙上形成電極材料，最后將兩片電極材料組成平面狀對(duì)稱型的全固態(tài)超級(jí)電容器。研究發(fā)現(xiàn)，制備的超級(jí)電容器不僅具有良好的透氣性及抗拉伸和彎曲等性能，還具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。在電流密度為1 mA/cm2時(shí)，比容量高達(dá)702 mF/cm2；同時(shí)，在功率密度為0.42 mW/cm2時(shí)，能量密度為62.4 μWh/cm2，非常有希望應(yīng)用于可穿戴電子設(shè)備。

  該研究成果以“High-performance and breathable polypyrrole coated air-laid paper for flexible all-solid-state supercapacitors”為題發(fā)表在《Advanced Energy Materials》（DOI: 10.1002/aenm.201701247）上。

  《Electrochimica Acta》及《Advanced Energy Materials》的影響因子分別為4.79和16.72，該課題組碩士生陳元?jiǎng)诪檫@兩篇論文的第一作者，合作者楊曉偉教授。

  另外，該課題組對(duì)導(dǎo)電聚合物聚苯胺(PANi)、聚吡咯(PPy)及聚噻吩(PTh)，以及分別以它們?yōu)榛⑴c金屬氧化物或碳納米材料復(fù)合的二元復(fù)合物、及以它們?yōu)榛c金屬氧化物和碳納米材料復(fù)合的三元復(fù)合材料的超級(jí)電容性能的最新研究進(jìn)展做了詳細(xì)的綜述，并為導(dǎo)電聚合物基納米復(fù)合材料的超級(jí)電容性能研究提出了可能的思路和發(fā)展方向。相關(guān)綜述以“Research progress on conducting polymer based supercapacitor electrode materials”為題發(fā)表在《Nano Energy》（36 (2017) 268–285，影響因子為12.34）上，該課題組博士生孟秋風(fēng)為該論文第一作者， 合作者中科院上海硅酸鹽研究所陳立東研究員。

  論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/aenm.201701247
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.06.102
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.04.040