青岛国际石墨烯创新中心
 

新闻动态


 产业新闻  
 中心动态  
 中心通知  
 企业动态  

青岛国际石墨烯创新中心
地址:青岛市高新区智力岛路1号创业大厦B座601室
邮编:266109
网址:www.qigic.org; www.qigic.cn
 

青岛国际石墨烯创新中心
 产业新闻    当前位置:首页 >> 新闻动态 >> 产业新闻

Nano Res.│超小无定形Fe₂O₃纳米点/石墨烯异质结构的独特设计及超级电容器应用

发布时间:2020-12-16 10:25:33      阅读1421

  背景介绍
  近年来,具有轻质,柔性和便携性等优点的柔性超级电容器,引起了广泛的关注和研究。石墨烯具有二维(2D)纳米片结构和优异的力学性能,是一种很有前途的导电碳材料,可以作为柔性衬底来生长具有较高理论容量的赝电容材料。值得注意的是,赝电容材料的组成、尺寸和分布是决定其电化学性能的关键因素。与超大颗粒相比,分布良好的超小纳米点可以使复合电极更容易接近活性中心并拥有较大的界面面积,有利于电解质离子的扩散和相关的氧化还原反应。同时无定形的Fe2O3是亚稳态的,其无序结构提供了丰富的活性中心,这能在很大程度上促进电化学性能。但是如何可控合成尺寸小、含量高的Fe2O3,且均匀致密的锚定在石墨烯上以形成具有大界面面积的Fe2O3/石墨烯异质结构是一个尚待解决的问题。
  成果简介
  上海电力大学朱燕艳课题组通过过量的金属离子诱导自组装的方法,以普鲁士蓝/氧化石墨烯(PB/GO)复合气凝胶为前驱体合成了一种新型的超小无定型Fe2O3纳米点/石墨烯异质结构(a-Fe2O3 NDs/RGO)气凝胶。精心设计的a-Fe2O3 NDs/RGO异质结构提供了高度互连的多孔导电网络、大异质结构界面面积和足够多的活性位点极大地促进了电子转移、电解质扩散以及赝电容反应。在简单的机械压制后,a-Fe2O3 NDs/RGO气凝胶可作为柔性自支撑电极,表现出良好的电容性能以及循环稳定性。以a-Fe2O3 NDs/RGO为负极,Co3O4 NDs/RGO为正极,组装了全固态非对称超级电容器(a-Fe2O3 NDs/RGO/Co3O4 NDs/RGO),在1 A·g−1处提供了69.1 F·g−1的高比电容,在750 W·kg−1的功率密度下,能量密度可达21.6 W·h·kg−1,经过5000次循环后,容量保持率在94.3% 左右。这项工作为设计高性能石墨烯复合电极和先进的柔性储能器件提供了技术和理论借鉴。

 

  作者简介
  第一作者武晨晓,上海电力大学硕士研究生、共同一作张智方,复旦大学博士研究生;通讯作者朱燕艳,上海电力大学物理系教授。朱燕艳教授课题组主要从事纳米材料的制备、生长机理及其性能拓展与应用研究。
  文章信息
  Chenxiao Wu, Zhifang Zhang, Zhonghui Chen*, Zuimin Jiang, Huiyu Li, Haijing Cao, Yongsheng Liu, Yanyan Zhu*, Zebo Fang & Xiangrong Yu*. Rational design of novel ultra-small amorphous Fe2O3 nanodots/graphene heterostructures for all-solid-state asymmetric supercapacitors. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-020-3131-z.
  文章来源:NanoResearch

上一条:【石墨烯】自然沉积法制备阳离子交联的高性能GO膜

下一条:石墨烯材料下一站!MIT成功实现单个电子和光子的基础元件开发

青岛国际石墨烯创新中心 地址:青岛市高新区智力岛路1号创业大厦B座601室 邮编:266109

京ICP备10026874号-11  京公网安备11010802023390号 

北京现代华清材料科技发展中心版权所有