具有功能化的减少氧化石墨烯的高性能不对称超级电容器的同时含有金属有机框架
Soumen Khan1,2, Sayan Halder1, Santanu Chand3
1Department of Chemistry, Birla Institute of Technology & Science (BITS) Pilani, Hyderabad Campus. Jawaharnagar, Samirpet, Hyderabad, Telangana 500078, India. chanchal@hyderabad.bits-pilani.ac.in.
Dalton transactions (Cambridge, England : 2003)
|October 4, 2023
概括
研究人员开发了一种新的含有的金属有机框架 (Co-MOF),用于高性能超级电容器. 这种环保材料具有出色的能量储存和稳定性,为先进的可持续能源解决方案铺平了道路.
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:
- 超级电容器对于可持续的储能至关重要,但实现高能量和功率密度仍然是一个挑战.
- 开发先进的电极材料是克服超级电容技术当前局限性的关键.
研究的目的:
- 为超级电容应用合成和描述含有的金属有机框架 (Co-MOF).
- 评估Co-MOF在三电极和两电极系统中的电化学储能性能.
- 使用Co-MOF和p-phenylenediamine功能化的减少石墨烯氧化物 (PPD-rGO) 制造和测试一个不对称的超级电容器 (ASC) 设备.
主要方法:
- 在反流条件下从廉价的原料中合成Co-MOF.
- 使用三电极和两电极方法进行电化学表征,包括循环电压测量和静电电荷放电.
- 使用Co-MOF和PPD-rGO电极制造非对称超级电容器 (ASC),并测试固态装置.
主要成果:
- 在2Ag-1下,Co-MOF实现了425Fg-1的特定电容,在2200个循环 (三电极) 后保持78%.
- 该ASC装置 (Co-MOF//PPD-rGO) 在2Ag-1下显示了72.5Fg-1的特定电容,在2200个周期中保持70%的电容,并具有广泛的电位窗口 (0-1.6V).
- 该ASC显示了高功率密度 (11.9 kW kg-1 在10 A g-1) 和能量密度 (25.8 W h kg-1 在2 A g-1),为LED供电.
结论:
- 联合MOF表现出优异的伪电容性行为,使其成为高性能超级电容器的有希望的电极材料.
- Co-MOF和PPD-rGO之间的协同效应有助于ASC的优越电化学性能.
- 制造的固态ASC设备证明了便携式电子设备的实际应用.
