嵌入的2D合金属有机框架,用于高性能离子混合超级电容器
Mingming Gao1, Zhiyong Wang2,3, Zaichun Liu4
1State Key Laboratory of Material Processing and Die & Mould Technology School of Materials Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Luoyu Road 1037, Wuhan, 430074, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|August 23, 2023
概括
研究人员开发了一种新的2D合金属有机框架 (2D c-MOF) 阴极,用于离子 (NH4+) 混合超级电容器. 这种材料表现出高性能和稳定性,推进了电化学储能解决方案.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 氨离子 (NH4+) 是一个有前途的,低成本的,环保的充电载体,用于储能.
- 开发用于NH4+储存的具有快速离子扩散动力学的电极材料仍然是一个重大挑战.
- 2D结合金属有机框架 (2D c-MOFs) 为先进的电化学应用提供了潜力.
研究的目的:
- 报告一种新的2D c-MOF材料,用于将固定为NH4+混合超级电容器中的高性能阴极.
- 研究开发材料的电化学特性和离子储存机制.
- 为了评估使用这种新型阴极的全NH4+混合超级电容器的性能.
主要方法:
- 用嵌入的2D c-MOF (Cu-HHB/I2) 的合成和表征.
- 在NH4+混合超级电容器中对Cu-HHB/I2阴极进行电化学测试.
- 实验分析和理论计算,以了解Cu-O4物种和约结合的作用.
主要成果:
- Cu-HHB/I2阴极表现出极好的电导率,多孔结构和可访问的活性点.
- 在0.4 mA cm-2下实现了111.7 mF cm-2的显著面积容量.
- 这种Cu-O4物种有效地结合了聚化,抑制了溶解,并导致了伪电容.
- 带有MXene阳极的全NH4+混合超级电容器在10,000个循环后显示了31.5mWhcm-2的能量密度和89.5%的电容保留.
结论:
- 开发的2D c-MOF材料是NH4+混合超级电容器的高效阴极.
- -O4物种在提高电化学性能和稳定性方面发挥着至关重要的作用.
- 这项研究提供了对NH4+存储材料设计的见解,为新型高性能能量存储设备铺平了道路.
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