一种具有超高面积特异容量的纳米纤维聚烯膜,并提高了能量和功率密度
Zahra Roohi1,2, Frej Mighri1, Ze Zhang3,2
1Department of Chemical Engineering, Faculty of Sciences and Engineering, Université Laval, Quebec City, Quebec G1V 0A6, Canada.
ACS applied energy materials
|August 30, 2024
概括
这项研究开发了一种用于高性能电极的新型纳米纤维聚烯 (PPy) 膜. PPy-AOT膜实现了超高的面积特异电容,为伪超级电容器提供了一个有前途的无金属替代品.
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
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 导电性聚合物需要增强的表面积和电活性,以与碳基材料竞争.
- 为先进的电极材料开发高效和可扩展的合成方法对于储能应用至关重要.
研究的目的:
- 合成厚厚的纳米纤维聚烯 (PPy) 膜与相互连接的纤维间空间,使用一接口聚合法.
- 研究合成的PPy膜的电化学特性,导电性,形态,化学和热稳定性.
- 评估用不同剂 (AOT,CSA,Cl-,PSS) 合的PPy膜作为伪超级电容器的电极材料的性能.
主要方法:
- 一接口聚合,以创建纳米纤维PPy膜.
- 使用循环电压测量和电化学阻抗光谱学进行电化学表征.
- 使用四点探头进行导电性测量.
- 通过SEM,XPS,FTIR和TGA进行形态,化学和热分析.
主要成果:
- 成功合成了带有通信纤维间空间的PPy膜.
- PPy-AOT膜在1 mA/cm2时表现出19179 mF/cm2的超高面积特异电容.
- 在PPy-AOT.中观察到高容量保留 (83%在1000个循环后) 和库伦比效率 (>99%).
- 由AOT作为表面活性剂促进的纳米纤维结构被确定为增强性能的关键.
结论:
- 为制备纳米纤维PPy膜建立了一种简单且可扩展的方法.
- PPy-AOT膜表现出卓越的电化学性能,使其成为伪超级电容电极的强有力的候选者.
- 这种无金属,高性能电极材料为储能中的传统碳基材料提供了有竞争力的替代品.
