基于石墨烯的纳米多孔材料已被广泛用作超级电容器的高容量离子电吸附电极。然而，很少有人关注位于石墨烯晶格中的电子与单个石墨烯薄片间吸附离子之间的相互作用。在这里，我们研究了多层还原的氧化石墨烯膜的电子电导率，当用作超级电容器电极时，可以通过膜的离子带电状态进行调节，从而产生集体的电解质门控效果。这种门控效应为探测超级电容器的充电动力学提供了一种可行的方法。通过这种方法，我们观察到当层间距离与离子直径相当时，还原氧化石墨烯膜中存在孔隙大小相关的离子滞后或记忆效应。我们的研究结果对纳米约束下的离子-电子相互作用的新器件的设计具有一定的启发作用。
 

Fig. 1 电容充电过程中rGO MGM电导的实时监控。
 
 
Fig. 2 单层rGO的常规背栅与多层rGO膜的电解质栅的比较。
 
 
Fig. 3 不同层间距离的rGO膜在负极极化条件下的纳米约束电解质栅。
 
 
Fig. 4 恒电流充/放电过程中，GMGM层间距离相关迟滞响应的表征。
 
 
Fig. 5 开路过程中的介电容效应(随时间变化的GMGM)的特征。
 
     相关研究成果于2020年由墨尔本大学Dan Li课题组，发表在Nature Nanotechnology (https://doi.org/10.1038/s41565-020-0704-7)上。原文：Electrolyte gating in graphene-based supercapacitors and its use for probing nanoconfined charging dynamics。

摘自《石墨烯杂志》公众号：