使用喷射 Cu-doped BiFeO₃薄膜增强活性碳超级电容电极

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:

• 超级电容器对于储能至关重要.
• 开发先进的电极材料是提高超级电容器性能的关键.
• 活性炭 (AC) 电极具有较大的表面积,但可以通过功能性涂层来改进.

研究的目的:

• 在AC上使用Cu-doped BiFeO (Cu-BFO) 薄膜制造和表征一个复合超级电容电极.
• 为了研究Cu-BFO/AC复合物的电化学特性和稳定性.
• 为了评估使用开发的电极的不对称超级电容器设备的性能.

主要方法:

• 无线电频率 (RF) 磁喷射被用于将Cu-BFO薄膜沉积在交流电极上.
• 采用泡三明治技术,以防止电极脱皮.
• 电化学性能使用循环电量计,静电电荷放电和电化学阻抗光谱学进行了评估.

主要成果:

• 与AC单独相比,Cu-BFO/AC复合电极的特定电容增加了151%,在0.5A/g时达到169F/g.
• 法拉第克反应和增加的特定表面积有助于提高性能.
• 复合电极在500个循环后保留了93.12%的电容.
• 一个不对称的超级电容器实现了4.71Wh/kg的能量密度和2.66kW/kg的功率密度,在1000个循环后保持超过90%.

结论:

• Cu-doped BiFeO 薄膜显著增强了超级电容器活性碳电极的电化学特性.
• 开发的复合电极表现出出色的特定电容,循环稳定性和能量/功率密度.
• 统一的沉积技术和有前途的性能表明了大规模超级电容器制造的潜力.