贗電容器的應(yīng)用中面臨的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是在極端環(huán)境下性能的快速下降，這是由于無機材料的緩慢擴散動力學(xué)和傳統(tǒng)塊狀厚電極中曲折的離子傳輸路徑。相較于金屬離子存儲機制，有機材料與H+的結(jié)合主要依賴于氫鍵作用。這種機制為電極提供了更多的離子存儲位點，可實現(xiàn)更高的容量。在眾多有機材料中，醌類化合物能夠通過陽離子與羰基官能團間的離子配位作用存儲電荷，展現(xiàn)出高度的氧化還原可逆性和快速的反應(yīng)動力學(xué)特性。這種獨特的儲荷機制使全有機贗電容器在超低溫環(huán)境下仍能保持高效的電荷存儲。目前，有機化合物作為質(zhì)子贗電容器負極的研究很少。
近日，南航申來法教授在國際知名期刊Advanced Functional Materials上發(fā)表題為“An Ultrafast and Ultralow-Temperature 3D-Printed All-Organic Proton Pseudocapacitor”的研究論文。該研究論文采用水熱法將具有氧化還原活性的2,6-二氨基蒽醌(DQ)修飾在石墨烯表面，合成了復(fù)合材料（DQ@rGO），用于質(zhì)子存儲。該復(fù)合材料充分發(fā)揮了石墨烯的卓越導(dǎo)電性能，促進了DQ分子的快速且可逆的法拉第反應(yīng)。綜合密度泛函理論(DFT)和非原位表征揭示了DQ分子中C=O活性位點與H+的結(jié)合涉及可逆的醌/對苯二酚氧化還原反應(yīng)。同時，利用墨水直寫3D打印技術(shù)構(gòu)建了3D打印的DQ@rGO復(fù)合電極，該電極在高質(zhì)量負載（28.73 mg cm?2）下實現(xiàn)了10.14 F cm?2的面積比電容。以3D打印DQ@rGO基復(fù)合電極和3D打印聚苯胺基復(fù)合電極分別作為負極和正極組裝了3D打印全有機質(zhì)子贗電容器。該電容器在?60°C時能夠提供高達0.76 mWh cm?2的高能量密度，且在?80°C下也能維持穩(wěn)定運行。
中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會 中華人民共和國工業(yè)和信息化部 中華人民共和國應(yīng)急管理部 中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部 中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務(wù)部 中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會
江蘇省發(fā)展和改革委員會 江蘇省工業(yè)和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態(tài)環(huán)境廳 江蘇省科學(xué)技術(shù)廳 江蘇省商務(wù)廳 江蘇省應(yīng)急管理廳 江蘇省市場監(jiān)督管理局 江蘇省統(tǒng)計局
北京市化學(xué)工業(yè)協(xié)會 天津市石油和化工協(xié)會 遼寧省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 內(nèi)蒙古石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 重慶市石油與天然氣學(xué)會 河北省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 山西省化學(xué)工業(yè)協(xié)會 吉林省能源協(xié)會 黑龍江省石化行業(yè)協(xié)會 浙江省石油和化學(xué)工業(yè)行業(yè)協(xié)會 安徽省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 福建省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 江西省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 河南省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 湖北省石化行業(yè)協(xié)會 湖南省石油化學(xué)工業(yè)協(xié)會 廣東省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 海南省石油和化學(xué)工業(yè)行業(yè)協(xié)會 四川省化工行業(yè)協(xié)會 貴州省化學(xué)工業(yè)協(xié)會 云南省化工行業(yè)協(xié)會 陜西省經(jīng)濟聯(lián)合會 甘肅省石化工業(yè)協(xié)會 青海省化工協(xié)會
電話：協(xié)會：025-8799064 學(xué)會：025-86799482
會員服務(wù)部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證：蘇B2-20110130
電話：025-8799064
會員服務(wù)部：86918841
信息部：86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
電話：025-86799482
會員服務(wù)部：86918841
信息部：86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
