高性能金属有机框架/MXene超级电容器的超薄介电触发电荷注射动力学
Anjana Singha1, Peeyush Pandey1, Alpana Sahu1
1Materials Science Laboratory, Department of Chemistry, Indian Institute of Technology Guwahati, Assam 781039, India.
The journal of physical chemistry letters
|February 16, 2024
概括
这项研究引入了超级电容器的新MOF-MXene-BN异构结构,实现了高能量密度和出色的循环稳定性. 材料设计增强了充电注入和电化学性能.
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:
- 金属有机框架 (MOFs) 经常患有低电子导电性,限制了它们的电化学应用.
- 像MXene和六角化 (h-BN) 这样的二维 (2D) 材料为储能提供了独特的特性.
- 开发先进的异构结构对于提高超级电容器性能至关重要.
研究的目的:
- 为改进伪电容性行为设计一个三组分MOF-MXene-BN异构结构.
- 研究MOF,MXene和BN在增强充电注入和电化学性能方面的协同作用.
- 阐明电荷转移机制,并评估不对称超级电容器装置的性能.
主要方法:
- 在MXene纳米片上生长的2D NiCo-MOF的制造.
- 六角化 (BN) 的整合,以防止重新堆积并促进充电注入.
- 电化学表征包括循环电量计,静电电荷放电和电化学阻抗光谱 (EIS).
- 使用放松时间分布 (DRT) 技术分析EIS数据.
主要成果:
- 这种MOF-MXene-BN异构结构展示了快速电荷注入,这种注入由超薄介电器h-BN.BN促进.
- 通过在MXene上种植NiCo-MOF,可以实现增强的电子导电性和丰富的氧化还原活性位点.
- 非对称超级电容器 (MOF-MXene-BN//活性炭) 实现了798 C/g的特定容量.
- 该装置在365W/kg时表现出81Wh/kg的能量密度,并在5000个循环中保留了81%的电容.
结论:
- 在MOF-MXene-BN异构中的协同效应显著提高了电化学性能.
- 开发的材料为高性能超级电容器提供了一个有前途的平台.
- 该研究强调了将MOF,MXenes和BN结合起来,以实现先进的储能解决方案的潜力.
