【產(chǎn)通社，10月31日訊】南京大學(xué)（Nanjing University）官網(wǎng)消息，其化工學(xué)院金鐘教授和劉杰教授共同帶領(lǐng)的“微納米能源材料課題組”在纖維狀能源器件方向取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“MoS2-Based All-Purpose Fibrous Electrode and Self-Powering Energy Fiber for Efficient Energy Harvesting and Storage”為題發(fā)表在Advanced Energy Materials 2016, 601208。助理研究員梁佳博士和博士研究生朱國銀為論文共同第一作者。

能源與環(huán)境危機(jī)已經(jīng)成為人類社會(huì)關(guān)注的重要問題，因此設(shè)計(jì)綠色高效的能源采集和存儲(chǔ)器件是非常重要的。在過去的十多年里，染料敏化太陽能電池、超級(jí)電容器、鋰離子電池、燃料電池等能源器件得到了廣泛研究，但是傳統(tǒng)的能源器件結(jié)構(gòu)已經(jīng)難以有效滿足可穿戴設(shè)備微型化、便攜化、集成化的發(fā)展需求。與傳統(tǒng)的平面狀能源器件相比，纖維狀能源器件質(zhì)量更輕、柔性更好、集成度更高，同時(shí)可以像高分子纖維一樣，通過紡織技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用，從而滿足可穿戴設(shè)備和各種便攜式電子設(shè)備的應(yīng)用需求。

金鐘和劉杰教授課題組以新型二維材料（MoS2）為設(shè)計(jì)思路，以碳納米纖維材料為基礎(chǔ)，制備出多功能的CF@TiO2@MoS2同軸納米復(fù)合纖維，該纖維在太陽能電池、超級(jí)電容器、鋰離子電池以及電催化等方面均具有優(yōu)異的性能。

在纖維狀太陽能電池和超級(jí)電容器的研究基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)采用該復(fù)合纖維電極構(gòu)筑了纖維狀光電轉(zhuǎn)換與能源存儲(chǔ)一體化集成器件。在設(shè)計(jì)的自供電纖維狀能源器件中，能源采集和能源存儲(chǔ)單元共享同一根纖維電極，通過簡單且低成本的方法，在單個(gè)纖維器件上同時(shí)實(shí)現(xiàn)“光-電-電化學(xué)”能源采集和存儲(chǔ)，并且具有高效率、耐彎折、可編織等優(yōu)點(diǎn)。該自供電器件的太陽能電池部分的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了9.5%，是目前世界上已發(fā)表文獻(xiàn)中纖維狀太陽能電池效率的最高記錄。在太陽光照條件下，該器件的超級(jí)電容器部分能夠?qū)崿F(xiàn)僅需7秒鐘的快速充電。

本項(xiàng)目在柔性可穿戴自供電能源系統(tǒng)中邁出了關(guān)鍵一步，為發(fā)展下一代先進(jìn)能源器件提供了新思路，研究工作得到了國家青年千人計(jì)劃、973計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。查詢進(jìn)一步信息，請(qǐng)?jiān)L問官方網(wǎng)站http://www.nju.edu.cn/。    （完）