基于二维氨酸的共价有机框架/g-C3N4复合材料作为高性能超级电容器
Rakesh Deka1, Kamal Prakash1, Shaikh M Mobin1,2,3
1Department of Chemistry, Indian Institute of Technology Indore, Khandwa Road, Simrol, Indore 453552, India.
ACS applied materials & interfaces
|November 25, 2024
概括
多孔共价有机框架 (COF) 与导电性石墨碳化物 (g-C3N4) 相结合,显著提高了超级电容器的性能. 优化的复合材料显示了提高容量和长期稳定性,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:
- 聚合有机框架 (COFs) 由于高性和氧化还原活性,对储能具有前景.
- 在COF中,电子导电性差,孔隙可访问性有限,妨碍了它们的超级电容性能.
- 将COF与导电材料相结合是克服这些局限性的关键策略.
研究的目的:
- 合成和评估新的COF-g-C3N4复合材料作为超级电容器的电极材料.
- 研究不同COF含量对复合材料电化学性能的影响.
- 为了证明这些复合材料在高性能储能方面的潜力.
主要方法:
- 通过现场溶热合成制造基于氨酸的COF@g-C3N4复合材料.
- 制备具有不同COF比率的复合材料 (POR-COF@g-C3N4-X,X=10-40%).
- 材料的电化学表征作为超级电容器电极.
主要成果:
- 优化的POR-COF@g-C3N4-30复合材料在4 A g-1时表现出788 F g-1的特定电容.
- 与原始COF相比,复合材料的容量显著更高.
- 使用POR-COF@g-C3N4-30的不对称装置在6000个循环后实现了24.4 Wh kg-1的能量密度和74%的容量保留.
结论:
- COF-g-C3N4复合材料是超级电容器的有效电极材料.
- COF和g-C3N4之间的协同效应提高了电化学性能.
- 这些材料为高效和稳定的储能设备提供了一个有前途的途径.
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