近日，天津理工大学材料科学与工程学院张晨光教授与北京航空航天大学化学院王华教授合作，在国际著名期刊Small上发表题为“An Ultra-Low-Temperature Alternating Current Filter”的文章。

基于铝电解电容器的传统滤波器件在超低温条件下会丧失滤波能力，从而使电子器件无法在极端寒冷的条件下稳定工作。本文章报道了一种基于碳纳米洋葱/石墨烯复合结构的高频超级电容器，首次实现了超低温交流滤波。该工作制备了一种新型的短程互联中空碳纳米洋葱/石墨烯复合薄膜结构，能够实现在保持优越的频率响应性能基础上的容值宽范围可调，室温下滤波超电容的RC时间常数可低至0.098ms，为目前滤波超电容最优值。结合低温电解液，超级电容器在-50~0°C低温区间仍具有优越的滤波能力，尤其在-30°C以下的超低温区，超级电容器在负相位角、耗散因子、RC时间常数及交流转直流电信号的纹波系数等性能指标方面相较商用铝电解电容器都体现出明显优势，且在超低温条件下十万次充放电循环之后容值和负相位角保持率近乎100%。原子级界面表征与理论计算结果表明碳纳米洋葱/石墨烯的共价界面结合及碳纳米洋葱的结构优势对优越的滤波性能的取得起到了至关重要的作用。本工作首次实现了超低温滤波电容器的制备，有望促进极寒工作条件下的电子器件的发展。

[文章信息]

An Ultra-Low-Temperature Alternating Current Filter. Small 2023, 202305949.

[文章链接]

https://doi.org/10.1002/smll.202305949