使用从单一铁金属有机框架 (MIL-100 (Fe)) 衍生出的多孔碳和氧化铁电极的不对称超级电容器 (MIL-100 (Fe))
Seong Cheon Kim1,2, Siyoung Q Choi1,3, Jeasung Park2
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|June 27, 2023
概括
来自MIL-100 (Fe) 的金属有机框架衍生碳 (MDC) 和金属氧化物 (MDMO) 显示了增强的超级电容性能. 这些材料为先进的储能设备提供高容量,能量密度和稳定性.
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:
- 金属有机框架衍生碳 (MDC) 和金属氧化物 (MDMO) 对超级电容电极具有出色的电化学性能.
- 高孔隙度,特定表面积 (SSA) 和孔隙体积有助于优越的特定容量.
- MIL-100 (Fe) 是一种环保且可工业生产的MOF,适用于材料合成.
研究的目的:
- 从MIL-100 (Fe) 合成新的MDC和MDMO材料,以提高超级电容器的性能.
- 在三电极系统中研究这些材料的电化学特性.
- 使用MDC和MDMO电极制造和评估一个不对称的超级电容器 (ASC).
主要方法:
- 使用不同铁源的MIL-100 (Fe) 的水热合成.
- 碳化和HCl洗以产生MDC-A (微/半孔) 和MDC-B (微孔).
- 在空气中烧结以获得MDMO (α-Fe2O3).
- 在6M KOH电解质中进行电化学表征.
- 使用MDC-A酸盐和MDMO铁电极与KOH/PVP凝电解质制造ASC.
主要成果:
- 合成的MDC和MDMO材料具有高的SSA和合适的孔状结构.
- 制造的ASC在0.1 Ag-1下达到127.4 Fg-1的高特异电容,在3 Ag-1.1下达到48.0 Fg-1的高特异电容.
- 在60W/kg的功率密度下,ASC提供了25.5Wh/kg的优越能量密度.
- 该设备表现出极好的循环稳定性,在5000个循环后保持90.1%的电容.
结论:
- 来自MIL-100 (Fe) 的MDC和MDMO是高性能超级电容器的有希望的电极材料.
- 开发的ASC系统克服了传统超级电容器的局限性,提高了能源和功率密度.
- 这些材料对下一代储能应用具有重大潜力.
关键词:
在MIL-100 (Fe) 中.从MOF衍生的碳 (MDCs) 产生.不对称的超级电容器 (ASCs)高性能的高性能性能.混合型超级电容器超级电容器α-Fe2O3 MOF衍生金属氧化物 (MDMO) 的使用更多相关视频
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