近日，在北京市科委支持下，清華大學(xué)化工系張強(qiáng)、魏飛教授研究組成功制備出一種具有自分散、不堆疊特性的柱撐石墨烯，相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》上。

石墨烯是一種二維片狀納米碳材料，具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)性能以及廣泛的應(yīng)用。但石墨烯間較強(qiáng)的相互作用導(dǎo)致其容易堆疊，降低了材料的比表面積，限制了其界面的高效利用。目前防止石墨烯堆疊的辦法是在石墨烯間層間引入金屬氧化物、導(dǎo)電高分子、炭黑、碳納米管等隔離物，這種方法存在改變石墨烯本體性能及界面復(fù)雜等問(wèn)題。

課題組通過(guò)催化氣相生長(zhǎng)調(diào)變石墨烯的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，獲得了具有突起結(jié)構(gòu)的石墨烯。這種具有本征自分散特性、不堆疊的新型石墨烯比表面積高達(dá)1628 m2/g，具有大量的孔徑在2～7 nm 的介孔，孔體積高達(dá)2.0 cm3/g，導(dǎo)電率高達(dá)438 S/cm，同時(shí)更容易構(gòu)建高效導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)及暢通的離子通道，使其儲(chǔ)能性能得到顯著提升。該柱撐石墨烯用于鋰硫電池正極時(shí)，其材料的能量密度、功率密度顯著優(yōu)于商用鋰離子電池所用正極材料，在電動(dòng)汽車(chē)、個(gè)人電子產(chǎn)品、以及大規(guī)模儲(chǔ)能中具有潛在的應(yīng)用前景。