超級電容是新技術-tft每日頭條

超級電容是新技術

圖文更新时间:2024-08-17 08:22:19

　　 科技日報記者吳長鋒

　　記者從中科院合肥研究院獲悉，該院固體所環境與能源納米材料中心團隊，基于電容去離子技術發展了銅基普魯士藍（CuHCF）選擇性吸附電極，基于其獨特的晶體通道及特有的赝電容效應，該電極展現出高效的選擇性電吸附鈣離子能力，該工作對于硬水軟化技術具有重要意義。相關成果日前發表在《ACS應用材料與界面》上。

超級電容是新技術（電容去離子技術讓）1

　　水的硬度是世界各國普遍存在的水質問題。據統計，85%以上的可用淡水為硬水。自來水、地面水、河水等常見的硬水一般都是由鈣、鎂離子引起的，會導緻洗滌劑作用減弱，鍋爐、管道、熱交換器結垢。長期飲用硬水還會增加人體泌尿系統結石的得病率，因此硬水的軟化處理得到高度關注。然而，現有的硬水處理技術如化學沉澱法、離子交換、膜過濾等，需要過度使用化學物質、複雜的基礎設施、昂貴的維護且能源消耗高。

　　電容去離子技術（CDI）作為一種新型的水處理技術，由于其操作方便、環境友好、能耗低等優點，引起了人們的廣泛關注。但由于該技術所用電極材料多為碳材料，缺乏目标離子的高效選擇性，而具有高比電容的赝電容材料因其特有的離子選擇性有望用于CDI硬水軟化領域。

　　為此，科研人員基于Ca2 離子的插層作用，首次利用銅基普魯士藍CuHCF作為赝電容電極，在Na 、Ca2 、Mg2 等多種陽離子混合溶液中對Ca2 實現了高選擇性電吸附。在非對稱電容去離子裝置中，1.4 V工作電壓下獲得了42.8 mg/g的鈣離子最大吸附容量，尤其是在高鈉/鈣離子摩爾比（10:1）溶液中依然保有最高吸附選擇性系數3.05，并且在循環過程中銅基普魯士藍CuHCF電極材料也能保持原有的形貌和穩定的吸附容量。科研人員結合電化學表征以及分子動力學模拟技術，闡明了銅基普魯士藍CuHCF電極材料選擇性吸附鈣離子的赝電容本征特性。

　　該研究成果對于探索CDI赝電容電極材料高效選擇性電吸附目标離子以及CDI硬水軟化技術具有重要意義。

　　編輯：張琦琪

　　審核：朱麗

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