在石墨烯上层层地喷墨打印的氧化纳米板,用于高性能灵活超级电容器
Mohamed Ahmed Belal1, Reham Yousry1, Gracian Taulo1
1Graphene Center of Excellence, Energy and Electronics Applications, Egypt-Japan University of Science and Technology, New Borg El-Arab 21934, Egypt.
ACS applied materials & interfaces
|November 13, 2023
概括
研究人员开发了一种新的喷墨打印方法,用于使用二氧化和石墨烯的柔性微超级电容器. 这种技术为制造先进的储能设备提供了一种快速,经济高效和环保的方法.
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:
- 由于可穿戴和可植入智能设备的普及,对灵活,小型化的电源的需求正在增加.
- 传统的电源制造方法在灵活电子产品的可扩展性和成本效益方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发一种高分辨率喷墨印刷技术,用于制造柔性微超电容器 (μSC) 电极.
- 研究基于二氧化 (δ-MnO2) 和电化学剥皮石墨烯 (EEG) 的微超级电容器的性能.
主要方法:
- 用于喷墨打印的2Dbirnessite型二氧化 (δ-MnO2) 的水性油墨被制成.
- δ-MnO2层被打印在使用喷墨打印制造的互数字化石墨烯电极 (EEG) 上.
- 评估了具有不同δ-MnO2层数量的μSCs的性能.
主要成果:
- 最佳的μSC配置 (在EEG上打印了10个δ-MnO2层) 的特定电容为0.44 mF cm−2,能量密度为0.045 μW h cm−2,功率密度为0.0012 mW cm−2.
- 喷墨打印使得系列/并行μSC阵列的创建成为可能,以提高性能.
- 开发的 δ-MnO2@EEG 混合细胞显示了可扩展生产的潜力.
结论:
- 喷墨印刷为制造灵活的微型超级电容器提供了一种可行的,无浪费的方法.
- δ-MnO2@EEG混合结构显示出下一代灵活储能解决方案的前景.
- 这种方法有助于大规模生产用于储能应用的可打印电子设备.
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