聚焦：二维类石墨烯材料在储能领域的应用前景

近日，来自法国斯特拉斯堡大学的Dr.XiaoyanZhang等研究人员在AdvancedEnergyMaterials上公开发表题目为2DMaterialsBeyondGrapheneforHigh-PerformanceEnergyStorageApplications的综述文章，系统研究和分析了二维石墨烯类似物的制取、性质以及作为能源存储材料的性能、影响因素，二维石墨烯类似物作为电极材料的优缺点和面对的机遇及挑战。　　1二维石墨烯类似物　　图1用作能源存储的石墨烯类似物的结构，如过渡性金属硫化物、过渡性金属氧化物、过渡性金属氢氧化物以及磷烯和硅烯等。　　二维石墨烯类似物（GAs）结构与石墨烯类似于，具备原子级的厚度和出色的电化学性质，在超级电容器和电池等能源存贮领域有潜在的应用于前景。

Gas比表面积低，需要充分利用活性物质上能用反应位点，因此减少电极和电解液的认识面积并增进电荷的移往。　　2二维石墨烯类似物的制取　　图2自上而下以及自下而上两种方法制取二维石墨烯类似物：包括电化学挤压法和成像集中法，以及气相沉积法和化学合成法。

　　自上而下法就是指块体晶上取得微米或者纳米级尺度片。通过机械挤压取得的GAs片质量和纯度都很高，合适用作基础研究特别是在是用作概念性检验设备。

但是这种方法产量较低并且无法掌控层数。　　具备相同层数的大面积Gas可得CVD法制取，即自下而上法。

用于分子前驱体利用水热/溶剂热法也可以制取二维材料。　　3二维石墨烯类似物的性质表格1少见二维石墨烯类似物的性质，如较小的比表面积。　　4二维石墨烯类似物用作超级电容器　　目前对超级电容器的研究，主要集中于发展和找到新的电极材料，以便提升储能能力和循环寿命，并且降低成本。文章分别对GAs在双电层电容器和赝电容器的应用于不作了讲解，如图3和图4右图。

4图3双电层电容器　　由于GAs的高电子电导率，其在超级电容器中的应用于很有前景。但是MoS2和WS2之类的半导体GAs电导率比较较低，因此有利于其应用于超级电容器电极。

图4赝电容器　　在应用于赝电容器的众多材料中，TMOs和TMHs由于其低理论容量、化学稳定性、与电解液的高相容性以及更容易制取等特点受到普遍注目。

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