近日，中國科學院大連化學物理研究所醇類燃料電池及復合電能源研究中心研究員孫公權與王素力帶領的團隊在燃料電池與超級電容器復合電源研究方面取得新進展，相關研究結果發(fā)表在ACS Energy Letters上。

 

       目前，大多數(shù)化學電源難以同時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動力學過程慢，導致其功率密度較低;而超級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。本工作中，付旭東、夏章訊等創(chuàng)新性地設計并構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(陽極)的新型雙效電極，借此構建了原位直接甲醇燃料電池與超級電容器復合電源。該復合電源借助聚苯胺在陰極(氧電還原反應)與陽極(甲醇電氧化反應)電位區(qū)間可發(fā)生氧化/還原態(tài)轉變的特性，實現(xiàn)了超級電容器原位自充電。得益于聚苯胺快速的贗電容放電特性，復合電源的脈沖放電性能大幅提升，單體電池功率密度可達4kW/kg，較傳統(tǒng)直接甲醇燃料電池提高了80%以上。同時，甲醇的持續(xù)供給保障了復合電源的高能量密度。該工作闡釋的贗電容與電化學反應耦合機制為下一代高比特性化學電源提供了新的研究思路。

 

       上述研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金的支持。