功能化酸丰富的共价有机框架作为水性对称超级电容器的电极材料
Ikrar Ahmad1, Omkar Singh2, Jahangeer Ahmed3
1Department of Chemistry, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee, 247667, India.
Chemistry, an Asian journal
|December 23, 2024
概括
这项研究合成了一种新的富含的共价有机框架 (TPT@BDA-COF),用于高性能储能. 该材料表现出卓越的稳定性和电容,为LED供电,突出了其超级电容器的潜力.
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:
- 共价三酸框架 (CTF) 具有有序的孔隙,晶体结构和异原子冲击,为电荷存储提供出色的化学稳定性.
- 可指定的CTF对于开发先进的储能设备至关重要.
- 添加的材料往往表现出增强的电化学特性.
研究的目的:
- 为超级电容器应用合成和描述一种基于三素的新型共价有机框架 (TPT@BDA-COF).
- 为了研究TPT@BDA-COF在各种电解质中的电化学性能.
- 评估基于TPT@BDA-COF的对称超级电容器 (SSC) 的稳定性和储能能力.
主要方法:
- 通过TPT和BDA的多重凝结合成TPT@BDA-COF.
- 使用三电极和两电极系统进行电化学表征.
- 量子力学 (QM) 和分子动力学 (MD) 模拟,包括用于稳定性和电子结构分析的DFT计算 (B3LYP-631G).
主要成果:
- TPT@BDA-COF表现出一个连接良好的,有序的多孔晶体结构,具有高兴奋剂 (约13.6%).
- 在1M NaClO4.4中,获得了92.6 mF/cm2的高特异电容和41.7 Wh/kg的能量密度.
- 经过10000次GCD循环后,证明了出色的循环稳定性 (105.2%) 和库伦比效率 (97.5%),为LED供电.
结论:
- 由于其结构完整性和电化学活性,TPT@BDA-COF是高性能超级电容器的一个有希望的材料.
- 与其他测试的离子相比,ClO4−离子的混乱性质对能量储存产生了积极的影响.
- 计算研究验证了合成的COF的结构稳定性和电子特性.
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