元素百科介绍落叶制备的高效正极材料。近日，南开大学材料科学与工程学院教授周震研究小组发现，二氧化钛/碳纳米管是一种具有快速反应动力学的复合负极材料，以校园内脱落的叶片为原料，制备了高效的正极材料，大大提高了钠离子电容器的整体性能，并在《先进能源材料》中发表了相关成果。
钠离子电容器作为一种新型的储能设备，考虑到电池高能密度和超级电容器高功率密度的优点，近年来引起了广泛的关注，但仍存在成本高、材料利用率低、倍率性能和循环稳定性不足等问题。此外，现有钠离子电容器正极材料单位重量中的能量储存量远小于负极。为了使两者具有相同的储存能力，必须制造大而厚的正极，这也限制了钠离子电容器在储能领域的广泛应用。
“作为负极材料，它需要低电位，而正极需要高电位，这样电池或电容器的电压就可以很高。"周震介绍。该团队以南开大学津南校区梨叶为原料，制备了高比表面积的生物质碳材料作为吸附正极。现有的钠离子电容器大多以商业活性炭为正极。与商业活性炭相比，这种叶片制备的生物质碳材料具有阴离子快速吸附和循环稳定性突出的特点，可以提高储存能力和充放电速度。
周震研究小组通过静电纺丝技术引入碳纳米管，设计制备了二氧化钛和碳纳米管作为嵌入式负极均匀分散在碳材料中的纳米棒。“我们利用二氧化钛构建钠离子电容器。二氧化钛储钠电位低，假电容特性固有，有效提高了混合器件的能量密度和倍率性能，大大提高了正极储电总量和充放电速度。"周震介绍。碳纳米管的引入有效地促进了离子和电子的传输，有效地提高了材料的假电容比，从而带来了更突出的倍率性能。该材料在半电池测试中具有优异的循环稳定性。
钠离子具有较大的离子半径，更倾向于表面的假电容反应。为了充分发挥这一特性，团队通过合理匹配将上述两种材料组装成钠离子电容器。该装置表现出高能量密度(81.2 W h kg-1）、优异的功率密度(12400 W kg-1)和超长的循环稳定性(1) A g-5000次容量保持率为85.3%)，有效解决了现有电容器正负电化学反应动力学不匹配的问题，为钠离子电容器的研发提供了新的思路。
最后，通过成功驱动迷你风扇的实验，研究小组进一步证明了钠离子电容器具有较高的电压输出，为今后的实用性提供了可能性。
“事实上，不仅是叶子，秸秆、蔬菜叶子也可以用来制作电容器正极，如果大规模生产在一定程度上有利于环境保护的发展。”周震介绍。
