3D打印石墨烯/ CNT高性能电极

成果编号：24707

价格：面议

完成单位：苏州大学

单位类别：211系统院所

完成时间：2020年

成熟程度：研制阶段

服务产业领域：能源环保、新材料

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发布人：gladiola 离线

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具有高机械强度的3D打印三维石墨烯电极在先进能源、环境和电子系统的开发中引起了越来越多的重视。通过3D打印策略构筑了生物启发的一维（1D）碳纳米管（CNT）增强石墨烯基（3DP GC）电极，该电极兼具有优异的机械性能（高抗弯强度）和多级多孔结构（宏观栅格和微观蜂窝结构）。分布于石墨烯片间的1D CNT对二维（2D）石墨烯片之间的摩擦力和粘附力的增强作用，进而大幅增强了三维复合电极的抗弯强度。在负载了NiFeP纳米片阵列后，3DP GC/NiFeP电极在析氢反应（HER）和析氧反应（OER）中的性能均随着电极厚度的增加线性增加，首次解决了电解水领域不能通过电极增厚大幅线性提升性能的问题。在负载相同的NiFeP催化剂时，3DP GC电极的性能远超传统的碳纸电极、块体电极和泡沫镍电极。同时这种三维电极可以应用于锂电池、电容器等方面，为制备面向实际应用和工业化的高性能电极材料打下了坚实基础。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术、新材料

合作方式：技术开发、技术咨询、技术服务

参与活动： 2020年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动 2021年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动首届江苏产学研合作对接大会

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 1 项
已授权专利,其中:发明专利 0 项

成果简介

综合介绍

创新要点

为了解决3D打印石墨烯电极抗弯强度不足的问题，将1D CNT和2D石墨烯片复合，制备了具有仿生结构的三维电极材料。1D CNT的引入不仅有效增强了3D打印石墨烯电极的抗弯强度，而且明显提升了电极的导电性。这种兼具高机械强度、高导电性和多尺度多孔结构的三维3DP GC电极在负载NiFeP纳米片阵列后，可作为电解水的双功能电极。通过增加3DP GC/NiFeP电极的厚度，可以实现催化性能的线性增加，3DP GC/NiFeP电极作为全解水的双功能电极仅需1.58 V的电压即可达到30 mA cm-2，这一性能超过了大多数报道的Ni，Co和Fe基双功能电催化剂，并且性能明显优于负载相同NiFeP纳米片阵列的传统块体电极、碳纸电极以及泡沫镍电极。

技术指标

利用3D打印技术制备具有高机械性能、高导电性、高负载性能的三维电极材料

其他说明

完成人信息

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