成果簡介
有效利用空氣污染物質作為功能材料，不僅可以實現環境廢棄物循環利用為財富，還可以緩解空氣污染和呼吸系統疾病問題。本文，天津理工大學馬永昌副教授、張晨光教授等研究人員在《Diamond and Related Materials》期刊發表名為「From pollution to wealth: Soot-graphene hybrid structure as supercapacitor electrode for high-performance alternating current filtering」的論文，研究提出報告了一種煙灰-石墨烯混合結構作為超級電容器電極材料，以實現良好的交流 (AC) 濾波性能。造成環境污染的煙塵顆粒可以很容易地從具有豐富自然資源的日常燃燒廢物中再生，從而使電解質離子在其表面快速遷移。
石墨烯可以從甲烷或可再生花生油中生長，以降低煙灰和集電器之間的界面阻力，有助於充分利用煙灰的結構優勢。120Hz時2 cm-2，0.213ms的短RC時間常數，優異的電化學穩定性，以及良好的將不同波形的交流信號過濾成直流信號的能力。這項研究提供了一種可持續的策略，將環境污染回收到用於高性能交流濾波超級電容器的增值電極材料中，這在小型化電子產品的小體積交流濾波器的環保和成本效益開發方面顯示出巨大的潛力。
圖文導讀
圖1：鎳箔上煙塵石墨烯膜的合成工藝示意圖。
圖2、材料表徵
圖3、超級電容器的電化學性能。
圖4、基於煙塵石墨烯（CH4和花生油）的超級電容器的電化學性能 M EMIMBF4/ACN有機電解質。
小結
總之，我們報道了一種基於碳煙-石墨烯混合結構的可持續交流濾波超級電容器的可再生製造方法。在這項工作中利用煙塵，這是一種大規模的環境污染廢物，可以為開發用於交流過濾超級電容器應用的環保且具有成本效益的煙塵基電極提供新的途徑，並有助於減少對環境、氣候和人類健康的危害。
文獻：
https://doi.org/10.1016/j.diamond.2022.109397
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