使用MnO2/纤维素纳米晶体/石墨电极通过喷射制造一个对称的超级电容器设备,用于储能
Nitesh Choudhary1,2, Akshay Tomar2, Shiva Singh1
1Department of Polymer and Process Engineering, Indian Institute of Technology Roorkee, Saharanpur Campus, Saharanpur-247001, India. pradip@pe.iitr.ac.in.
Nanoscale
|December 6, 2024
概括
这项研究介绍了一种新的二氧化/纤维素纳米晶/石墨混合电极,用于灵活的超级电容器. 环保电极为可穿戴电子产品提供了出色的能量储存和稳定性.
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:
- 对于灵活的可穿戴储能设备,特别是超级电容器的需求日益增长.
- 对超级电容电极的可持续和可再生材料的需求,以促进环保的方法.
- 纤维素纳米晶体 (CNC) 的潜力,用于创建3D网络电极,以利用高质量的碳材料.
研究的目的:
- 开发基于二氧化 (MnO2),CNC和石墨的独立混合电极,以提高超级电容.
- 为了研究MnO2/CNCs/石墨电极的电化学性能和稳定性,用于储能应用.
主要方法:
- 从甘包中提取CNC的方法.
- 在CNC/石墨上制造MnO2薄膜,使用无线电频率 (RF) 磁喷射.
- 混合电极和装置在1M Na2SO4电解质中的电化学特征.
主要成果:
- MnO2/CNCs/石墨电极显示出1.2V电位窗口和149mF cm-2.2的面积电容.
- 在2 mA cm−2时达到75 mW h cm−2的能量密度和2977 μW cm−2的功率密度,溶液阻力低 (5.67 Ω).
- 该设备表现出极好的循环稳定性,在15000个循环后保持了85.27%的电容.
结论:
- 2 / CNCs / 石墨混合电极为超级电容器应用提供了卓越的电化学性能和结构稳定性.
- 使用可持续材料,如甘包的CNC,有助于绿色和环保的储能解决方案.
- 这种混合电极是下一代灵活可穿戴储能设备的有希望的候选者.
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