关于在有机电解质的超级电容器中应用质合孔形石墨烯的研究
Yu-Ren Huang1, Nen-Wen Pu2, Guan-Min Wu2
1Department of Applied Science, R.O.C. Naval Academy, Zuoying, Kaohsiung 813, Taiwan.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|May 27, 2023
概括
我们开发了一种低成本的方法,用于为超级电容器制造添加孔形石墨烯 (N-HGE). 这种新型材料通过提高导电性和离子传输,显著提高了超级电容器的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 超级电容器是重要的储能设备.
- 基于石墨烯的材料为超级电容器提供了出色的电性能.
- 兴奋剂和在石墨烯中制造洞可以进一步提高性能.
研究的目的:
- 开发一种简单且低成本的方法,用于生产添加剂的孔状石墨烯 (N-HGE).
- 研究N-HGE作为有机电解质超级电容器中的电极材料的应用.
- 评估N-HGE对超级电容器性能指标的影响,例如特定容量,能量密度和功率密度.
主要方法:
- 制备了一种由N-HGE和活性炭 (AC) 组成的复合物.
- 作为源,使用了胺,与石墨氧化物 (GO) 混合.
- 采用超快速加热方法来减少GO和创建孔,然后在1000°C时火.
主要成果:
- X射线光电子光谱学证实了成功的兴奋剂 (2.9-4.5%.
- 更高的加热速度导致石墨烯板的孔径和缺陷增加.
- 与无孔对应物相比,N-HGE电极在0.5和20A/g的特定容量分别提高了42%和22%,相比于无孔对应物.
- 优化回火时间和N-HGE提高了体积特异容量,达到49 F/cm3 (0.5 A/g) 和24 F/cm3 (20 A/g).
- 在高功率密度 (31,000 W/kg) 的情况下,达到11 Wh/kg的能量密度.
结论:
- 证明了N-HGE的轻松生产.
- 通过提高导电性和离子传输,N-HGE显著提高了超级电容器的性能.
- 开发的N-HGE材料显示出用于高性能超级电容器应用的巨大潜力.
