辽宁科技大学化学工程学院--自组装SN共掺杂还原氧化石墨烯M

来源:love爱博体育平台 作者:爱博体育官方平台下载 发布时间:2022-09-25 03:10:47 1次浏览

  二维(2D)过渡金属碳/氮化合物(MXene)和石墨烯是目前流行的储能材料。然而,这些二维材料因为其易于自堆叠,其电化学性能和应用受到严重限制。本文通过简单的水热法成功地自组装了硫氮掺杂还原氧化石墨烯和MXene (S,N-)的三维(3D)杂化多孔气凝胶。MXene的还原性质调整了rGO的亲水性,从而形成了一个可控的3D相互交联rGO / MXene。

  元素S和N的加入进一步提高了其电化学性能。在电流密度为1 A g−1时,采用S,N-组装的对称液态和全固态超级电容器的比电容分别为85.4和88.9 F g−1。值得注意的是,在充放电循环2万次和1万次后,电容保持率和库仑效率在各自系统中几乎没有变化。特别是,在功率密度为1400.6 W kg−1时,全固态超级电容器的能量密度达到了24.2 Wh kg−1,超过了迄今为止报道的大多数基于MXene的全固态超级电容器。在实际应用中,所述超级电容器适用于LED灯的照明。我们的自组装3D气凝胶为高效对称超级电容器的制造提供了有价值的参考。

  图4. 2-电极结构的液态对称超级电容器和电解液(6 M KOH)的电化学性能。(a)扫描速率为5 mV s−1时的CV曲线时的GCD曲线,(c) Nyquist曲线和高频区放大图,(d)基于S,N-和S,N-rGO的对称超级电容器的Bode曲线,(e)S,N-超级电容器20,000次循环后的电容保持率和库仑效率。

  图5. 基于S,N-的对称全固态超级电容器的电化学性能评估。(a)不同扫描速率时的CV曲线,(b)不同电流密度时的GCD曲线,(c) Ragone图,(d) Nyquist图,高频区域和拟合电路模型放大图(插图),(e)10000次循环后的电容保持率和库仑效率,自放电曲线和四个全固态超级电容器串联的LED照明设备的图片 (插图)。

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