鉴于人工智能和低空经济的快速发展,小型化储能系统的开发日益重要。石墨烯烯碳纤维(GCF)超级电容器具有经济环保、轻质、机械性能好、充放电速度快等优点,成为一种有前景的电力存储方式,尤其在柔性可穿戴电子纺织品和便携式电子产品领域。然而,由于高度取向的石墨烯片层之间固有的π-π堆积吸引力、范德华力和疏水性,它们会发生团聚,导致离子传输能力不佳。此外,超级电容器有限的工作电压窗口和相对较低的能量密度阻碍了它们的大规模实际应用。因此,人们尝试在GCF上构建蓬松褶皱或多孔结构,并通过水热法、电沉积法、溶胶-凝胶法、涂层沉积法、芯片上书写法、浇铸法、湿纺法和干纺法等在GCF中分散电化学活性材料以提高电学性能。然而,实现电化学活性物质在GCF中的均匀混合依然是一个难题。因此,开发先进的电化学活性物质/GCF杂化材料微流控纺丝化学合成技术,实现杂化材料均匀混合,提高GCF的能量密度并实现连续生产,同时又不降低GCF的力学性能,已引起学者关注。
针对上述问题,南京工业大学化工学院、材料化学工程全国重点实验室陈苏教授、朱亮亮教授等提出了一种创新的微流控纺丝化学(MSC)方法,用于原位构建钼酸镍/多孔石墨烯烯碳纤维(NiMoO4/PGCF)复合材料。MSC方法的特点在于,通过调节微通道中的超声作用、混合组分的比例、流速、流型以及微通道中的热自组装过程,促使Ni2+和Mo7O246−均匀混合并反应生成具有显著法拉第活性的NiMoO4,并使NiMoO4在每片氧化石墨烯(GO)上均匀有序生长。
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