近日，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所低維材料與化學(xué)儲(chǔ)能課題組通過(guò)合成聚陰離子/陽(yáng)離子液體(圖1)，與商業(yè)活性炭匹配，將二極管的單向?qū)ㄌ匦哉系骄哂锌焖俪浞烹娞匦缘某?jí)電容器中，實(shí)現(xiàn)了具備快速離子傳導(dǎo)和有效阻斷一側(cè)偏壓功能的超級(jí)電容器二極管(圖2)。

這一新興的離子二極管有望應(yīng)用于交流電路的矯正、信號(hào)處理與信號(hào)調(diào)控、離子邏輯電路(AND、OR、NAND等)及神經(jīng)形態(tài)學(xué)計(jì)算。相關(guān)研究成果以Construction of Supercapacitor‐Based Ionic Diodes with Adjustable Bias Directions by Using Poly(ionic liquid) Electrolytes為題，發(fā)表在Advanced Materials上。

課題組致力于超級(jí)電容器離子液體基電解液的調(diào)控，在Nature Communications、Energy Storage Materials、Energy Environmental Science、Advanced Materials等上發(fā)表了相關(guān)的研究成果。

研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、大連國(guó)家潔凈能源實(shí)驗(yàn)室合作基金和肇慶市科技局的支持。

圖1.聚合陰離子和聚合陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2.雙向?qū)ǖ某?jí)電容器二極管的性能。a、正向?qū)ǔ?jí)電容器二極管的循環(huán)伏安曲線;b、正向?qū)ǔ?jí)電容器二極管的整流系數(shù)II;c、正向?qū)ǔ?jí)電容器二極管的橫流充放電曲線;d、負(fù)向?qū)ǔ?jí)電容器二極管的循環(huán)伏安曲線;e、負(fù)向?qū)?/p>

通超級(jí)電容器二極管的整流系數(shù)II;f、負(fù)向?qū)ǔ?jí)電容器二極管的橫流充放電曲線