近日，從山西大學(xué)獲悉，該校激光光譜研究所教授陳旭遠(yuǎn)團(tuán)隊(duì)利用OAT法實(shí)現(xiàn)超高垂直石墨烯薄膜生長(zhǎng)，在三維豎直石墨烯制備及儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。這對(duì)于高負(fù)載豎直石墨烯的合成具有重要的指導(dǎo)意義。

據(jù)了解，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝合成的豎直石墨烯集合了石墨烯的固有特性和三維結(jié)構(gòu)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，在儲(chǔ)能領(lǐng)域展示出巨大前景。

但在前期研究中發(fā)現(xiàn)，豎直石墨烯的實(shí)際應(yīng)用受到其高度飽和現(xiàn)象的限制，無(wú)法在高能量、高功率的超級(jí)電容器上充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上，其高度飽和是由于豎直石墨烯高度通常在幾百納米至幾微米，豎直石墨烯片層隨著沉積時(shí)間增長(zhǎng)而聚合，改變了等離子體中鞘層電勢(shì)使其分布趨于均勻，導(dǎo)致沉積過(guò)程中的活性粒子分布也趨于均勻，失去了在豎直方向的沉積優(yōu)勢(shì)。

陳旭遠(yuǎn)團(tuán)隊(duì)利用OAT方法合成了高達(dá)80微米的超高豎直石墨烯，并應(yīng)用于超級(jí)電容器中，獲得了241.35mF cm–2的面積比電容，展現(xiàn)出優(yōu)越的電化學(xué)性能及儲(chǔ)能能力。同時(shí)，該合成技術(shù)可通過(guò)氧輔助“修正”工藝可以獲得任意高度的豎直石墨烯。這項(xiàng)研究成果將使OAT豎直石墨烯在集成芯片、器件領(lǐng)域中具有非常大的應(yīng)用潛力。