工程基双金属化合物通过NH4F-Directed ZIF67转换为电池-超级电容混合动力,具有增强的储能性能
Tsai-Mu Cheng1,2,3, Yi-An Lu4, Pin-Chun Lee4
1Graduate Institute for Translational Medicine, College of Medical Science and Technology, Taipei Medical University, Taipei 11031, Taiwan.
ACS omega
|September 15, 2025
概括
使用NH4F合成的-双金属化合物显示了增强的能量储存. CoNi电极实现了997.3 F/g的高特异电容,证明了先进电池应用的潜力.
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:
- 基于的化合物是有前途的电活性材料用于储能,因为它具有高的理论容量和成本效益.
- 氧化伊米达酸框架-67 (ZIF67) 具有很高的表面积和可调节的多孔性,但具有较低的导电性,限制了其电化学性能.
- 结构指导剂 (SDA) 对于提高ZIF67衍生品的表面特性和能量储存能力至关重要.
研究的目的:
- 用NH4F作为SDA合成和研究基于的双金属化合物.
- 探索二级金属物种 (Ni,Cu,Al,Zn,Mn) 对材料形态,组成和电化学性质的影响.
- 评估合成材料的储能性能,特别是- (CoNi) 电极.
主要方法:
- 合成双金属化合物使用NH4F作为SDA在2-methylimidazole介质中的合成.
- 材料形态和组成的表征.
- 电化学测试以确定特定电容 (CF),能量密度和循环稳定性.
- 组装一个电池超级电容混合动力 (BSH) 装置.
主要成果:
- 材料形态和组成受到二级金属物种的显著影响.
- - (CoNi) 电极在20mV/s时表现出最高的997.3F/g的特定电容 (CF).
- 进行了对扩散控制和表面容量过程的定量评估.
- 使用CoNi电极的BSH装置在375W/kg时达到9.2Wh/kg的最大能量密度,在10,000个循环后保持83.1%的CF和94.2%的库伦比效率.
结论:
- 在CoNi电极中的和的协同氧化还原行为显著提高了电化学性能.
- 作为SDA的NH4F有效地促进了用于储能的高性能基双金属材料的开发.
- 合成的CoNi材料在先进的储能设备 (如电池超级电容混合动力) 中具有很好的应用潜力.
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