近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的吳忠?guī)洠c擊查看介紹）研究團隊發(fā)展了紫外光還原氧化石墨烯的技術(shù)，一步法實現(xiàn)了氧化石墨烯的還原與石墨烯圖案化微電極的一體化構(gòu)筑，批量化制備出不同構(gòu)型、大小的高性能離子液體平面儲能器件——微型超級電容器。
近年來，柔性化、小型化、智能化電子產(chǎn)品的快速發(fā)展極大促進了與其配套的平面儲能器件的發(fā)展。在眾多此類儲能器件中，微型超級電容器具有功率密度高、充放電速率快、使用壽命長等優(yōu)點，受到了廣泛的關(guān)注。石墨烯具有優(yōu)異的性能，例如優(yōu)異的導(dǎo)電性、高比表面積和高穩(wěn)定性等，是構(gòu)筑微型超級電容器的一種非常有前景的電極材料。目前石墨烯微型超級電容器的制備方法，如濕法光刻微加工技術(shù)存在操作步驟繁瑣、制備過程復(fù)雜、成本高等問題，不宜批量化生產(chǎn)。此外，以氧化石墨烯為前驅(qū)體制備的微型超級電容器往往需要額外的化學(xué)還原或熱還原步驟，發(fā)展高效、簡化、大規(guī)模的制備技術(shù)十分必要。
吳忠?guī)浹芯繄F隊發(fā)展了紫外還原氧化石墨烯的簡化技術(shù)，采用掩模板協(xié)助一步實現(xiàn)了氧化石墨烯薄膜的高效還原與石墨烯微電極的圖案一體化構(gòu)筑。通過選擇不同構(gòu)型的掩模板，他們可以批量化制備出不同構(gòu)型、不同大小的微型超級電容器并實現(xiàn)串并聯(lián)模塊化集成。與已發(fā)展的制備技術(shù)（如濕法光刻、噴涂打印）不同，該技術(shù)不僅具有操作流程簡單、成本低、條件溫和等優(yōu)點，而且能夠高效地構(gòu)建不同構(gòu)型、集成化的微型功率源。這種光還原法制備的石墨烯微型電容器在離子液體中均表現(xiàn)出高掃描速率（200 V/s），高能量密度（7.7 mWh/cm3）和功率密度（312 W/cm3）。
這一研究成果開辟了一步法簡化制備石墨烯微型超級電容器的新途徑，為批量化、集成化石墨烯基芯片儲能器件的制造技術(shù)提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)，同時為創(chuàng)造包括傳感器，生物傳感器，燃料電池和醫(yī)療設(shè)備等低成本、圖案化的石墨烯基電化學(xué)材料的應(yīng)用與集成提供了可能。
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