近日，化學與環境工程學院張培新教授團隊與香港理工大學鄭子劍團隊合作，在炭材料微觀結構調控及柔性超級電容器領域的研究取得重要進展。該工作發表在材料領域權威期刊《Advanced Materials》（IF：19.79）。論文題目：Scalable 2D Hierarchical Porous Carbon Nanosheets for Flexible Supercapacitors with Ultrahigh Energy Density（30,1706054,2018）。深圳大學張培新教授、鄧立波博士與香港理工大學鄭子劍教授為共同通訊作者，博士后姚蕾為第一作者，深圳大學為第一通訊單位。
近年來隨著柔性與可穿戴電子如智能織物、可彎曲顯示器、智能手機、電子皮膚等領域的快速發展，對柔性電源系統的需求也日益增長。大量研究表明以碳材料為電極的柔性超級電容器是一種理想的選擇，然而目前以石墨烯為代表的柔性碳材料的能量密度仍然偏低，且制備工藝復雜，很難對微觀結構進行有效調控，因此難以實現大規模應用。
鑒于此，該團隊從碳材料前驅體的分子結構設計出發，通過對苯二胺與乙醛在溫和條件下的縮合反應高效制備了一種具有剛性結構、適當交聯的聚合物網絡，并進一步通過熱處理制備了孔結構與形貌可控的二維層次多孔碳材料。利用分子內未完全交聯及高度交聯鏈段的不同性質，實現炭化產物微-介-大孔結構的調控。所制備的炭納米薄片材料由于超高長徑比、良好的柔性及合適的孔結構，在柔性電容器中表現優異的性能，能量密度達到8.4mWh/cm3，高于目前所報道的基于石墨烯的柔性超級電容器的性能。
該課題研究工作得到國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、博士后基金、深圳市科技計劃等項目的支持。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201706054
