近日，大連化物所醇類燃料電池及復(fù)合電能源研究中心孫公權(quán)研究員與王素力研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在燃料電池與超級(jí)電容器復(fù)合電源研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在ACSEnergyLetters上。

目前，大多數(shù)化學(xué)電源難以同時(shí)兼具高功率密度與高能量密度：燃料電池能量密度高，但由于液體燃料電氧化與氧電還原反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程慢，導(dǎo)致其功率密度較低；而超級(jí)電容器功率密度較高，但受限于電極活性材料比容量，其能量密度較低。

本項(xiàng)工作中，付旭東博士、夏章訊副研究員等創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了一種基于贗電容材料聚苯胺和電催化材料Pt/C（陰極）或PtRu/C（陽(yáng)極）的新型雙效電極，以此構(gòu)建了原位直接甲醇燃料電池與超級(jí)電容器復(fù)合電源。該復(fù)合電源借助聚苯胺在陰極（氧電還原反應(yīng)）與陽(yáng)極（甲醇電氧化反應(yīng)）電位區(qū)間可發(fā)生氧化/還原態(tài)轉(zhuǎn)變的特性，實(shí)現(xiàn)了超級(jí)電容器原位自充電。得益于聚苯胺快速的贗電容放電特性，復(fù)合電源的脈沖放電性能大幅提升，單體電池功率密度可達(dá)4kW/kg，較傳統(tǒng)直接甲醇燃料電池提高了80%以上。同時(shí)，甲醇的持續(xù)供給保障了復(fù)合電源的高能量密度。

該工作闡釋的贗電容與電化學(xué)反應(yīng)耦合機(jī)制為下一代高比特性化學(xué)電源提供了新的研究思路。得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，創(chuàng)建于1949年3月19日，是一個(gè)應(yīng)用研究與基礎(chǔ)研究并重、具有較強(qiáng)技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)力、以承擔(dān)國(guó)家和企業(yè)重大項(xiàng)目為主的化學(xué)化工研究所。

原名為“大連大學(xué)科學(xué)研究所”。1950年更名為“東北科學(xué)研究所大連分所”。通過(guò)凝練科技目標(biāo)，確立了“發(fā)揮學(xué)科綜合優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)技術(shù)集成創(chuàng)新，以可持續(xù)發(fā)展的能源研究為主導(dǎo)，堅(jiān)持資源環(huán)境優(yōu)化和生物技術(shù)和創(chuàng)新材料創(chuàng)新協(xié)調(diào)發(fā)展，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全中發(fā)揮不可替代的作用，創(chuàng)建世界一流研究所”的戰(zhàn)略目標(biāo)，在中國(guó)能源的可持續(xù)發(fā)展、資源優(yōu)化利用、國(guó)家安全，以及國(guó)民生命與健康等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

本文摘自：科學(xué)網(wǎng)