炭基超级电容器有关综述论文

问：电容器的新成果

1. 答：法国研究人员日前报告说，用来制造超级电容器电极的碳材料结构越不规则，超级电容器的电容就越大，对高压的承受能力也越强。超级电容器是一种新型储能装置，具有充电时间短、输出功率高、寿命长等优点，可用于车辆制动能量回收系统等。其工作原理基于电极和电解液中的正负离子间的相互作用，电极表面积越大、和正负离子间的相互作用越强，电容就越大。
   法国国家科研中心和奥尔良大学研究人员借助核磁共振光谱技术量化分析了电极和正负离子间的静电作用强弱，结果发现，碳电极材料结构越不规则，超级电容器的电容就越大，对高压的承受能力也越强。相关论文发表在《自然·材料》杂志网络版上。研究人员认为，这一发现有助于人们改进超级电容器性能。

问：导电聚合物做超级电容器的前景在哪里？

1. 答：超级电容器可以按电极材料进行分类，但是更普遍的是按储能机理分类。超级电容器按照储能机理可分为两类：
   (1)电化学双层电容器，其能量的储存主要由离子和电子在电解液和电极表面分离形成双电层来完成，常用电极材料有多孔碳材料;
   (2)法拉第准电容电容器，其能量的储存主要是由特定电压下电极材料的快速法拉第反应来完成，常用电极材料有金属氧化物和导电聚合物。由于法拉第准电容器是通过法拉第反应和双电层共同作用达到高储能特性，因此相比双电层电容器具有较大的电容量，大容量的电容器更趋于使用法拉第准电容器。目前用于这类超级电容器电极材料的金属氧化物多为稀有金属铱和钌，虽然这些材料能提供大容量的电容但却因资源稀缺而受限。因此以聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及其衍生物为代表的导电聚合物电极材料越来越多地引起了人们的关注。
2. 答：导电聚合物(聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩)作为超级电容器电极材料的研究引起了人们广泛的兴趣,该类材料制备的超级电容器具有成本低、容量高、充放电时间短、环境友好和安全性高等优点。本文综述了近年来基于导电聚合物及其与无机材料(碳材料/金属氧化物材料)复合所得电极材料在超级电容器中的应用进展,指出具有纳米结构导电聚合物材料及导电聚合物与无机纳米材料的复合是超级电容器电极材料研究的重要发展方向，未来具有无限潜力。

问：超级电容器有哪些原理和特点？

1. 答：超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件。当电极与电解液接触时，由于库仑力、分子间力及原子间力的作用，使固液界面出现稳定和符号相反的双层电荷，称其为界面双层。把双电层超级电容看成是悬在电解质中的2个非活性多孔板，电压加载到2个板上。加在正极板上的电势吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，从而在两电极的表面形成了一个双电层电容器。双电层电容器根据电极材料的不同，可以分为碳电极双层超级电容器、金属氧化物电极超级电容器和有机聚合物电极超级电容器。