二维碳石墨炔的结构及其在能源领域的应用

编号：CPJS05938

篇名：二维碳石墨炔的结构及其在能源领域的应用

作者：黄长水 李玉良

关键词： 石墨炔 储锂 储氢 催化 太阳能电池

机构： 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 中国科学院化学研究所

摘要： 从二维碳材料石墨炔（GDY）的分子和电子结构出发,重点论述石墨炔在能源存储和转换两个领域的应用,包括最新的理论和实验进展。石墨炔独特的三维孔隙结构,使得石墨炔在锂存储和氢气存储应用中具备天然的优势,既可以用作锂离子相关的储能器件,包括锂离子电池、锂离子电容器等;也可作为储氢材料,用于燃料电池等。通过掺杂的方法,还能进一步提高石墨炔储锂和储氢的性能。由于sp炔键和sp^2苯环的存在,使石墨炔具有多重共轭的电子结构,在具备狄拉克锥的同时,其带隙也可通过多种途径调控,使得石墨炔不仅可以作为非金属高活性催化剂替代贵金属在光催化等方面应用,还可以在太阳能电池的空穴传输层和电子传输层方面获得应用,展现了石墨炔在能源方面独特的应用价值。我们将从理论预测和实验研究两方面介绍该领域目前的研究现状和发展趋势。