用于高性能超级电容器的M-Ni-Co MOF (M=Zn,Fe,Mn),通过调整其形态来实现
Yige Yan1, Mohan Huang1, Yongsheng Wang1
1Key Laboratory of Luminescence and Optical Information, Ministry of Education, Institute of Optoelectronic Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing, 100044, China.
Heliyon
|March 5, 2024
概括
研究人员通过在-金属-有机框架 (MOF) 中引入第三种金属离子来提高超级电容器的性能. 这种修改显著提高了电容,为先进的储能设备铺平了道路.
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:
- 金属有机框架 (MOF) 被广泛研究为超级电容器的电极材料.
- 双金属Ni-Co MOF显示出增强超级电容器特定电容和稳定性的承诺.
- 优化MOF的组成和结构是提高储能性能的关键.
研究的目的:
- 研究将第三种金属离子引入Ni-Co MOFs对超级电容器性能的影响.
- 探索改变MOF形态如何影响电化学性质.
- 开发高性能,经济高效,环保的储能解决方案.
主要方法:
- 合成了Ni-Co双金属MOF,并系统地调整了Ni:Co比率.
- 引入第三种金属离子 (Zn,Fe,Mn) 来改变MOF的形态和组成.
- 制造的非对称超级电容器 (ASC) 使用修改的MOF作为正电极.
主要成果:
- 优化的Ni-CoMOF实现了320F/g的特定电容.
- 引入Zn,Fe或Mn离子显著改变了MOF形态和增强容量.
- Zn-Ni-Co MOF,Fe-Ni-Co MOF和Mn-Ni-Co MOF的特定容量分别为1135 F/g,870 F/g和760 F/g,1 A/g. 这两种合物具有非常高的度.
- 使用Zn-Ni-Co MOF//活性碳的ASC显示能量密度为58Wh/kg,功率密度为775W/kg.
结论:
- 第三种金属离子的结合是调整MOF形态和电化学性能的有效策略.
- 开发的MOF材料为高性能,低成本和绿色能源存储设备提供了一个有希望的途径.
- 这项研究为高级超级电容应用的MOF设计提供了新的见解.


