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彭慧胜子刊综述:一维材料能源器件!

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2018-05-29


相比于二维和三维结构材料,基于一维材料的能源捕获与储存器件在可穿戴性方面似乎更具前景。这些基于纳米纤维的一维器件具有更好的柔性和可变形性(譬如弯曲和拉伸)。将这种纤维做成织物,透气性较好,也非常适合集成到适合人体穿戴的材料中。

 


图1. 基于一维材料的能源捕获与储存器件发展时间轴


       有鉴于此,复旦大学彭慧胜教授团队综述了基于一维纤维材料的能量捕获与储存器件的发展历程和最新进展。重点讨论了染料敏化太阳能电池,锂离子电池,超级电容器及其集成器件,并专门探讨了关于活性材料与电极或电解液的界面问题:曲面和长的电荷传递路径。

 


图2. 能源捕获和储存器件从三维到一维的演变

 


图3. 基于一维材料的染料敏化太阳能电池

 


图4. 基于一维纤维的压电和摩擦纳米发电机

 


图5. 基于一维纤维的超级电容器和锂离子电池

 


图6. 基于一维纤维集成的能源捕获和储存器件

 


图7.一维纤维和多壁碳纳米管中的界面


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Hao Sun, Ye Zhang, Huisheng Peng et al.Energy harvesting and storage in 1D devices. Nature Rev. Mater. 2017, 2, 17023.




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