用银添加的减少石墨烯氧化物/PANI-DBSA-PLA复合材料3D打印的超级电容器
Claudia Cirillo1,2, Mariagrazia Iuliano1,2, Davide Scarpa1,2
1Department of Physics "E.R. Caianiello", University of Salerno, Via Giovanni Paolo II, 132-84084 Fisciano, Italy.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|October 25, 2024
概括
研究人员使用3D打印技术开发了高性能超级电容器,使用了一种新的银合石墨烯和导电聚合物复合材料. 这种3D打印的能量存储提供了增强的稳定性和容量,推进了电池技术.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 电化学 电化学 电化学
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 超级电容器对于储能至关重要,但传统制造限制了性能和可扩展性.
- 开发先进的复合材料是提高超级电容器能力的关键.
- 3D打印为制造定制和高性能能源存储设备提供了一条新的途径.
研究的目的:
- 为制造高性能超级电容电极引入一种新的3D打印方法.
- 合成和表征一种由入白银的减少石墨烯氧化物 (rGO) 和入二甲硫酸 (DBSA) 的聚氨酸 (PANI) 与聚乳酸 (PLA) 混合的复合材料.
- 评估3D打印超级电容器的电化学性能和稳定性.
主要方法:
- 用银添加的rGO和DBSA添加的PANI复合物的合成.
- 将复合材料与聚乳酸 (PLA) 混合,用于导线挤出.
- 化沉积建模 (FDM) 圆盘电极的3D打印.
- 配合固态电解质的对称超级电容器的组装.
- 使用循环电压测量 (CV) 和静电电荷-放电 (GCD) 试验进行电化学表征.
主要成果:
- 获得的质量特定电容值为136.2 F/g (20 mV/s) 和133 F/g (1 A/g).
- 证明了出色的循环稳定性,在5000个循环后保留了91%的初始电容.
- 银纳米粒子增强了rGO导电性; PANI-DBSA提高了电化学稳定性和性能.
结论:
- 3D打印与先进的复合材料相结合,为生产高性能超级电容器提供了一种可行的方法.
- 开发的银rGO/PANI-DBSA/PLA复合电极表现出有前途的电化学性能和稳定性.
- 这种方法比传统的储能设备制造业有了显著的进步.
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