中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，中科院蘇州納米所趙志剛課題組和蘇州大學(xué)耿鳳霞課題組合作開(kāi)發(fā)出一種具備超快電化學(xué)響應(yīng)性能的新型氧化鎢量子點(diǎn)電極材料。該成果發(fā)表在近期出版的國(guó)際期刊《先進(jìn)材料》上。
鋰離子電池、超級(jí)電容器、燃料電池等新興能量轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)器件，在解決傳統(tǒng)能源短缺、可再生能源能量來(lái)源不穩(wěn)定等問(wèn)題上已展現(xiàn)出巨大潛力，受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。在電極材料中實(shí)現(xiàn)快速高效的電子、離子傳輸過(guò)程是人們追求的目標(biāo)，也是提高相關(guān)器件性能的核心技術(shù)問(wèn)題。
與傳統(tǒng)塊體材料相比，量子點(diǎn)（零維納米材料）的小尺寸、大比表面積、高的表面原子比例意味著材料與電解液的充分接觸以及更短的離子擴(kuò)散距離，堪稱(chēng)理想的電極材料。然而，將量子點(diǎn)應(yīng)用于電化學(xué)的研究結(jié)果大多并不理想，這與常見(jiàn)量子點(diǎn)材料電化學(xué)活性差、表面有機(jī)配體包覆以及粒子間界面電阻較高密切相關(guān)。
趙志剛課題組和耿鳳霞課題組針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究，在氧化鎢量子點(diǎn)制備及其電化學(xué)應(yīng)用方面的研究取得突破進(jìn)展。他們采用鎢基金屬有機(jī)配合物作為前驅(qū)體，單一脂肪胺為反應(yīng)物及溶劑，獲得尺寸均一，可單分散于有機(jī)溶劑的納米晶，并觀察到較強(qiáng)的量子尺寸效應(yīng)，解決了氧化鎢量子點(diǎn)難以獲得，必須依賴(lài)于晶格模板（硅膠、分子篩）來(lái)制備的難題。
研究人員進(jìn)一步通過(guò)簡(jiǎn)單的配體交換，使量子點(diǎn)在充放電與電變色測(cè)試方面，展示出大大優(yōu)于非零維氧化鎢以及其他無(wú)機(jī)電變色材料的電化學(xué)性能。未來(lái)有望極大地拓展量子點(diǎn)材料在超快響應(yīng)電化學(xué)器件領(lǐng)域的應(yīng)用。
