为制造基于石墨烯/GO/GrO纳米复合材料的伪超级电容器,优化了对石墨的取决于时间的脱皮
Sana Zainab1, Sajal Fraz1, Saif Ullah Awan2
1Department of Electrical Engineering, NUST College of Electrical and Mechanical Engineering, National University of Sciences and Technology (NUST), Islamabad, 54000, Pakistan.
Scientific reports
|August 30, 2023
概括
超声波辅助液相脱皮 (UALPE) 优化了超声波处理时间,以生产用于高性能超级电容器的石墨烯基纳米复合材料. 样本B经过48小时的超声波检测,显示出优异的特定电容和导电性.
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:
- 像石墨烯这样的二维材料对于开发高容量超级电容器至关重要.
- 高质量的石墨烯及其复合材料的高效合成对于先进的储能设备至关重要.
- 超声波辅助液相脱皮 (UALPE) 是石墨烯合成的一个关键技术.
研究的目的:
- 为了研究超声波时间对使用UALPE的石墨剥落的影响.
- 为了优化石墨烯基纳米复合材料的性能,用于超级电容器应用.
- 为了确定理想的超声波持续时间,以获得卓越的电化学性能.
主要方法:
- 石墨粉末 (样本A,B,C) 在60°C下进行了24小时,48小时和72小时的超声波.
- 使用X射线衍射 (XRD) 和拉曼光谱学分析了剥落.
- 通过原子力显微镜 (AFM) 和扫描电子显微镜 (SEM) 检查了形态和结构.
- 使用紫外线可见光谱和循环电压测量来评估电化学性质.
主要成果:
- 样本B (48h超声波) 显示出最高的特定电容 (534.53 F/g) 和电荷特定容量 (530.1 C/g 在1 A/g).
- 样本B显示出优异的能量密度 (66kWh/kg) 和功率密度 (0.757.5kWh/kg).
- 与其他样本相比,B样本显示了94%的电容保留,最低的阻抗,最高的脱皮率和导电率.
结论:
- 在UALPE中优化超声波时间对于合成高性能石墨烯基超级电容器至关重要.
- 48小时的超声波 (样本B) 产生了具有优异电化学性能的最佳石墨烯纳米复合材料.
- 合成材料显示出下一代储能解决方案的重大前景.
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