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超级电容器的有序排列的珠链三元纳米复合材料

信息来源:星火计划 发布时间:【2020-08-16 】 点击次数:
江苏工业大学的一组研究人员在《纳米》上发表的一篇论文中,中国通过静电纺丝技术开发了新型的Cu 2 O-Mn 3 O 4 -NiO三元纳米复合材料,从而改善了超级电容器电极材料的性能。
Cu 2 O-Mn 3 O 4 -NiO三元纳米复合材料制备工艺示意图。与传统的水热法相比,电纺丝材料具有纳米结构,提高了金属氧化物的电子输运能力和储能能力。将获得的Cu 2 O-Mn 3 O 4 -NiO三元纳米复合材料排列在有序的金属纳米结构中,这对于开发超级电容器电极材料应该是感兴趣的之一。图片来源:世界科学出版社
超级电容器具有高功率密度,长循环寿命的特点,并且作为先进的储能设备,其重要性日益提高。纳米材料及其复合材料被认为是能源材料的最佳选择,因为它们的电荷传导机制容易,尺寸减小以及表面性能对其行为的影响提供了更好的界面和化学反应速率。
 
然而,电极材料的制备是影响超级电容器性能的关键。与其他制造纳米纤维的方法相比,静电纺丝由于其单一的步骤和成本效益而受到越来越多的关注。电纺金属氧化物纤维是产生具有高比表面积,高结晶度和增加的活性位点数量的复合纳米纤维的有前途的方法。所得的纳米纤维是能量存储应用的理想之选,因为纳米纤维的表面形态为电子传输提供了一条路径,从而提高了金属氧化物的能量存储能力。
 
在这项工作中,获得的纳米复合材料(Cu 2 O-Mn 3 O 4 -NiO)是金属氧化物颗粒(10 nm)的有序排列,形状像珠链。将获得的Cu 2 O-Mn 3 O 4 -NiO三元纳米复合材料用作电极材料以制造超级电容器。电化学测试表明,在6 mol / L KOH电解质中,纳米复合电极材料的合成具有良好的电化学性能。结果表明,在5 mV / s的扫描速率下,Cu 2 O-Mn 3 O 4 -NiO的比电容比NiO,Cu 2的比电容更大,为1306 F / g。O-NiO和Mn 3 O 4 -NiO。该三元纳米复合材料改善了电极材料的电化学性能,可用于高效的超级电容器。
 
通过电纺成功合成的Cu 2 O-Mn 3 O 4 -NiO纳米复合材料适用于大规模和工业规模的生产。结构表征和组成分析说明了Cu 2 O-Mn 3 O 4 -NiO的优异性能。由于化学反应以及因此官能团与电解质离子之间的强相互作用,Cu 2 O-Mn 3 O 4-NiO纳米复合材料在高比电容和电容保持率方面表现出出色的电化学性能。

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