纤维素纳米纤维-酸盐生物模拟合金复合材料多功能气凝用于储能电极
Felita W Zhang1, Paul D Trackey1, Vani Verma1
1Department of Chemistry and Life Science, United States Military Academy, West Point, NY 10996, USA.
Gels (Basel, Switzerland)
|November 24, 2023
概括
本研究提出了一种新的,低成本的方法,用于制造和氧化物气凝,使用生物聚合物进行先进的能量储存和催化. 这些可调节的复合气凝为各种应用提供了高表面积和多功能特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 可调节的多孔复合材料对于储能,催化和传感至关重要.
- 生物模板过渡金属气凝提供了一个有前途的材料方法.
- 控制导电性和孔隙结构等属性是性能的关键.
研究的目的:
- 为和氧化物气凝开发一种基于溶液的合成方法.
- 为了创造较大的表面积,多功能储能电极.
- 为了证明各种应用的可调节性质.
主要方法:
- 使用碳甲基纤维素纳米纤维 (CNF) 和酸盐生物聚合物作为生物模板用于凝形成.
- 通过离子结合和化学还原,将离子纳入水凝.
- 使用超临界二氧化碳干燥将水凝加工成气凝,然后进行热解和回火.
主要成果:
- 获得了特定表面积为228m2/g的气凝.
- 合成的 (Co) 和氧化物 (Co3O4) 多孔复合电极.
- 证明了可调整的机械 (0.5814.3 MPa),磁性 (312 Oe强制性) 和电化学 (高达650 F/g电容) 性能.
结论:
- 一个快速的,低成本的,基于水凝的合成使可调节的过渡金属气凝成为可能.
- 这些多功能复合气凝适用于储能,催化和传感.
- 材料的性能可以根据特定的多孔电极应用量身定制.
