层次 2D/1D MOFs/electrospun ZIF-67 改性碳纳米纤维异构电极用于高性能非对称超级电容器
Guangjun Liu1, Xiaoyang Yu1, Fei Zhou1
1Key Laboratory of National Forestry and Grassland Administration on Highly-Efficient Utilization of Forestry Biomass Resources in Southwest, Southwest Forestry University, Kunming 650024, P. R. China.
Journal of colloid and interface science
|September 17, 2024
概括
碳纳米纤维上的等级金属有机框架 (MOFs) 纳米板可以创建先进的能量存储. 这种新型材料为超级电容器提供了高容量和稳定性,为LED等设备提供动力.
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 (MOF) 和碳纳米纤维 (CNF) 对储能具有前景.
- 层次化的异构结构可以提高电化学性能.
- 开发高效和稳定的电极材料对于超级电容器至关重要.
研究的目的:
- 设计和制造一个分层的2D/1D MOFs/CNF异构结构,用于优异的电化学能量存储.
- 研究MOFs,ZIF-67和CNFs在异构结构中的协同效应.
- 根据制造的材料来评估固态不对称超级电容器的性能.
主要方法:
- 在1D ZIF-67 修改的CNF上生长的2D MOFs纳米片的制造.
- 优化质量比 (ZIF-67/PAN,CCNF/NiMOF) 和基板类型的优化.
- 使用CCNF-20@MOF和竹子衍生的碳 (BBC) 构建和测试固态不对称超级电容器.
主要成果:
- 层次的CCNF-20@MOF在0.5 A g-1下表现出361.50 C g-1的高特异容量,具有扩散控制的电荷存储.
- 固态不对称超级电容器 (CCNF-20@MOF//BBC) 在800.02W kg-1时实现了38.89Wh kg-1的能量密度.
- 该设备表现出极好的循环稳定性,并成功为LED供电,表明了实际应用的潜力.
结论:
- 层次化的2D/1D MOFs/CNF异构结构提供了丰富的电化学活性位点和高效的离子/电子传输.
- 异构结构中的协同效应显著增加了电化学活性.
- 这项工作提出了一种可行的策略,用于增强基于MOF和CNF的材料,用于先进的储能应用.
