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《自然·能源》：金属所石墨烯基电化学电容器研究获进展
随着可再生能源的快速发展，电池技术的重要性也越发突显。在电池技术领域中，电化学电容器已然成为了一种备受瞩目的能量存储技术。电化学电容器具有高功率密度、良好的循环和安全性能、长寿命等优点，在电动车、智能手机等设备领域得到了广泛应用。然而，传统的电容器材料存在着能量密度低、稳定性差等缺陷，无法满足人们不断增长的能量存储需求。
石墨烯是一种新型材料，因其出色的电导率、机械强度和独特的二维结构而备受关注。近年来，石墨烯在电池技术领域中的应用已成为研究热点与难点之一。具体来说，石墨烯不仅可以提高电容器的能量密度和性能稳定性，还能够制备出兼具高效、低成本、可持续的电池材料。因此，研究石墨烯材料在电容器技术中的应用具有十分重要的意义。
近日，由美国纽约州立大学石溪分校的科学家领衔的团队，在金属所石墨烯基电化学电容器研究方面取得了重要突破。他们提出了一种基于铝电极石墨烯纳米孔板（Al/GNPs）的电容器结构，该结构在电容器的能量密度和功率密度方面均表现出优异的性能。如果真正能在实际应用中运用起来，或将对目前电容器领域的技术革新做出极大的贡献。
首先，他们首先制备了石墨烯纳米孔板，利用溶液浸泡法将纳米颗粒覆盖在铝电极上，然后将铝电极石墨烯纳米孔板（Al/GNPs）固定在铜电极上。随后，将Electrolyte溶液（含1MKOH+甲醇（3∶1））倒入电容器容器中形成电解质中间层。
团队在实验中发现，当以气相化学氧化法石墨烯作为电极材料时，电容器的功率密度可以达到5.6kW/kg，而能量密度为105Wh/kg。而这当然是非常漂亮的实验结果，如果能够在实际应用中取得这样的性能表现，那么指日可待的纯电动汽车或者其他设备将能够取得重大的技术进步。
此外，这种由石墨烯制备的电池材料也具有其他很多的优点，例如高度可再生性，利用纳米结构使得材料能量密度和电容能力大幅提升等。虽然目前石墨烯材料的高成本和制备技术仍然是制约因素，但相信随着石墨烯制备技术的不断改进和推广，这种材料必将得到更广泛的应用。
总之，通过对金属所石墨烯基电化学电容器的研究，可以看出石墨烯在电池材料领域中有着极大的潜力。相信在不久的将来，石墨烯将抛开传统电池材料的束缚，成为电池技术的重要进步，并推动新能源技术的发展和应用。