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学院在给体-受体型电活性聚合物新进展发表于Adv. Energy Mater.
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      给体-受体型(Donor-Acceptor)共轭高分子作为一类特殊的功能材料具有分子结构单元可调、带隙可控等优点。该类材料在有机光电领域如有机太阳能电池、有机发光二极管、电致变色、化学传感器等研究方向已取得了显著的效果,而给体-受体型导电聚合物在储能方面的应用研究还处于起步阶段。

      北京大学深圳研究生院新材料学院孟鸿教授课题组最近设计合成了基于并噻吩结构的给体-受体型导电聚合物PBOTT-BTD,该材料已成功应用于有机电致变色、有机薄膜晶体管,且有望用作有机发光二极管(OLED)电荷注入层材料。为拓展该电活性聚合物的功能和应用,我们现将其应用于喷涂法制备的非对称型超级电容器中并取得了良好的效果。该聚合物材料具有较高的比容量、良好的倍率性能和稳定性,与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)配合分别用作超级电容器的正极和负极,使器件取得了优异的能量密度和功率密度。该聚合物材料还具有特殊的储能和电致变色双重功能,使得超级电容器的储能状态实现可视化,充满电状态电极呈蓝色,而完全放电状态呈绿色,这一“smart”材料为未来智能柔性储能器件的发展提供了新的可能性。PEDOT这一为人所熟知的导电高分子材料作为超级电容器正极材料的研究已屡见不鲜,而本研究另辟蹊径,将其作为负极材料与正极的PBOTT-BTD配合,显著提高了器件的工作电压和能量密度,这对于发展新型的非对称型聚合物超级电容器提供了很好的启发和借鉴意义。

图1 (a)喷涂法制备的柔性电极;(b)电极材料的扫描电镜照片;(c)电极颜色变化指示充放电状态的改变;(d)该聚合物电极材料具有良好的循环稳定性。

      该研究成果近期以通讯形式发表在Advanced Energy Materials(Adv. Energy Mater. 2016, 1601623,影响因子15.23)上,该工作由孟鸿教授指导,由15级硕士生郭怡彤为第一作者,15级硕士生李微硕为第二作者合作完成,是新材料学院2015级硕士生所发表的首篇学术论文。

 

文章链接:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201601623/full