碳納米管復(fù)合纖維超級電容器和太陽能電池.pdf

1、碳納米管由于其優(yōu)異的力、電綜合性能,在各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景,特別是在能源材料領(lǐng)域在近幾年受到人們的重點關(guān)注和深入研究。而碳納米管纖維作為碳納米管的一維宏觀結(jié)構(gòu),具有獨特的結(jié)構(gòu)和特殊的力電性能,有希望作為電池或電容器的新一代電極材料應(yīng)用于能源材料領(lǐng)域。因此本文以CVD法制備的連續(xù)碳納米管纖維為基底,復(fù)合上具有高電容特性的聚苯胺或優(yōu)異半導(dǎo)體特性的二氧化鈦制成復(fù)合纖維,并作為電極材料分別應(yīng)用于超級電容器和染料敏化太陽能電池。
　　

2、 通過動電位電化學(xué)誘導(dǎo)沉積技術(shù),在碳納米管纖維內(nèi)部的無數(shù)根管束表面包覆了一層均勻致密的高電容活性聚苯胺膜。性能測試表明,沉積300周期的復(fù)合纖維(60wt.％Pani)具有最佳的電容性能,在1.5 A／g的電流密度下比電容可達335.2 F／g,功率密度411 W／kg,能量密度12.2 Wh／kg,在150 A／g的大電流下電容值仍高達187 F／g,且在此電流密度下連續(xù)充放電500周期電容值基本不變,說明復(fù)合纖維作為正極材料其性能

3、可滿足超級電容器的實際應(yīng)用要求。
　　 復(fù)合纖維有優(yōu)異的綜合性能,斷裂強度為67 MPa,電導(dǎo)率為362 S／cm,纖維有明顯的光電流響應(yīng)特性,在0.009 V電壓,50 mW／cm2氙燈照射下的光電流為5.5μA。
　　 進而,嘗試調(diào)整制備及測試工藝,以單根碳納米管纖維替代鉑絲集流體,作為復(fù)合測試的正極,制得柔性電子編織物型超級電容器。
　　 以真空浸漬-煅燒方法,在碳管纖維表面包裹了一層光滑均勻致密的二氧化鈦