单原子装饰有孔隙的空心碳纳米层基电极,用于高性能对称固态超级电容器
Prashanta Pal1, Soumitra Bhowmik1, Mahasweta Nandi1
1Integrated Science Education and Research Centre, Siksha Bhavana, Visva-Bharati University, Santiniketan, 731 235, India.
Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|May 16, 2024
概括
用单个原子合成了添加的空心碳纳米圈,以提高超容量性能. 优化材料Ni-1.0@N@HCN-Ar显示出高能量和功率密度,非常适合用于储能应用.
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:
- 开发先进的电极材料对于高性能储能设备至关重要.
- 空洞的多孔碳结构提供了高表面积和高效的离子传输.
- 单原子催化剂可以最大限度地利用电活性站点.
研究的目的:
- 为了合成含有单个原子 (Ni@N@HCN) 的化空心碳纳米圈.
- 研究合成参数对材料性能和超容性能的影响.
- 评估Ni@N@HCN作为超级电容器的电极材料的潜力.
主要方法:
- 通过碳化合成Ni (NO3) 2 / 黄醇-甲聚合物/化合物.
- 使用粉末X射线衍射,吸附/溶解,电子显微镜,拉曼和X射线光电子光谱学进行表征.
- 超容性能的电化学测试,包括特定电容,能量密度和功率密度.
主要成果:
- 优化材料Ni-1.0@N@HCN-Ar表现出优越的多孔结构和高表面积.
- 在1A/g时达到777F/g的特定电容,具有出色的库伦比克效率 (98.4%) 和可回收性.
- 证明了高能量密度 (155.4Wh/kg在1A/g) 和功率密度 (6003.4W/kg在10A/g).
结论:
- 合成的Ni@N@HCN材料有效地在一个空洞的多孔碳框架内分散单个原子.
- 该材料由于最大限度地利用电活性站点,表现出卓越的超能力性能.
- -1.0@N@HCN-Ar是高性能超级电容器的有希望的候选者,包括固态设备.
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