揭示了用于高性能对称超级电容器的里丁功能化迪亚诺斯蒂尔/减少氧化石墨烯电极材料

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:

• 伪电容器 (PSC) 是下一代电能存储 (EES) 设备的关键,但目前基于无机过渡金属氧化物的PSC面临成本和稳定性挑战.
• 来自可再生能源的有机电极材料正在成为解决这些局限性的可持续替代品.
• 减少的石墨烯氧化物 (rGO) 是电极开发的有希望的基材,因为它具有很高的表面积和导电性.

研究的目的:

• 通过开发新的有机电极材料来提高伪电容器的电化学性能.
• 为了研究非共性功能化的减少石墨烯氧化物 (rGO) 与氧化还原活性有机分子 (2Z,2'Z) -2,2' -1,4-) bis -3-pyridin-4-yl-acrylonitrile (DCBS) 的潜力,用于超级电容器应用.
• 为了评估合成的DCBS/rGO复合电极的电荷存储容量,设备稳定性和能量密度.

主要方法:

• 减少的石墨烯氧化物 (rGO) 与 (2Z,2'Z) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 的非共价功能化与 (2Z,2'Z) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1,4-烯) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (DCBS) 的非共价功能化,以合成电极材料.
• 使用DCBS/rGO复合电极制造三电极超级电容器 (SC) 和对称超级电容器 (SSC) 设备.
• 电化学表征,包括在各种电流密度的特定电容量测量和静电充放电 (GCD) 循环测试,以评估稳定性.

主要成果:

• 在三电极SC设置中,DCBS/rGO复合电极在0.5 A g-1下表现出优异的318.98 F g-1的特定电容.
• 在SSC配置中,DCBS/rGO电极在0.5A g-1下达到135.10F g-1的特定电容 (Csp),在1080W kg-1下达到24.31Wh kg-1的能量密度.
• 该SSC装置表现出了显著的循环稳定性,在3A g-1.1的10,000次GCD循环后,它保持了98.3%的电容.

结论:

• 在DCBS中,二烯环和二烯功能组有助于增强法氧化还原反应和电极稳定性.
• DCBS/rGO复合材料显著提高了超级电容器的电荷存储能力,设备稳定性和能量密度.
• 这项研究突出了DCBS/rGO作为高级电能存储应用的高性能有机电极材料的潜力.