混合金属有机框架的形态控制,用于高性能混合超级电容器
Ankita Mohanty1, Kyeong-Nam Kang2, Balasubramaniam Saravanakumar1
1School for Advanced Research in Petrochemicals: Laboratory for Advanced Research in Polymeric Materials (LARPM), Central Institute of Petrochemicals Engineering and Technology (CIPET), Bhubaneswar, 751024, India.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 28, 2023
概括
研究人员在三元金属氧化物核心上开发了无粘合剂的混合金属有机框架 (MMOF),用于高性能混合超级电容器. 这种3D方法优化了电子运输和质量转移,提高了电化学效率.
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:
- 混合超级电容器 (HSC) 需要高效的电子传输和质量转移以实现高性能.
- 当前的HSC电极设计往往在优化这些关键因素方面面临限制.
- 金属有机框架 (MOF) 提供可调节的特性,但需要创新的支结构.
研究的目的:
- 在三元金属氧化物 (TMO) 芯上合成无粘合剂的混合金属有机框架 (MMOF),用于先进的HSC电极.
- 研究有机链接剂在定制MMOF形态和电化学性能方面的作用.
- 展示一种新的3D架构,用于在高温电池中增强的充放电过程.
主要方法:
- 在TMO核心上支持MMOF的无绑定合成.
- 使用铁连接器创建一个NiCo-MOF@NiCoO2@Ni电极.
- 电极形态,多孔性和表面积的表征.
- 电化学测试包括充放电周期,速率能力和稳定性.
主要成果:
- NiCo-MOF@NiCoO2@Ni电极表现出高度有序的多孔性和很大的内部表面积.
- 达到2320mC cm-2的最大特异容量,具有出色的速率能力和周期稳定性.
- 由此产生的HSC显示出优异的特定电容 (424.6 mF cm−2),能量密度 (10.1 mWh cm−3) 和功率密度 (167.4 mW cm−3).
结论:
- 3D MMOF@TMO核心结构有效地增强了HSC中的电子运输和质量转移.
- 通过有机链接器定制MOF形态是一种优化电化学性能的可行策略.
- 这种新的方法为高性能HSC电极的传统金属离子专注策略提供了一个有希望的替代方案.
