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Dreidimensionales Kohlenstoffnitrid-Nanodraht-Gerüst für flexible Superkondensatoren

Zusammenfassung

Hier eine 3D-Verbundelektrode, die von g-C3 . unterstützt wird N4 Nanodrahtgerüst als Gerüst und Poly(3,4-ethylendioxythiophen):poly(4-styrolsulfonat) (PEDOT:PSS) als leitfähiges Polymer wird für flexible elektrochemische Festkörperkondensatoren beschrieben. Im Vergleich zu reinem PEDOT:PSS haben die Verbundelektroden eine stark erhöhte spezifische Oberfläche und zeigten eine gute elektrochemische Leistung. Eine spezifische Kapazität von 202 F g −1 erreicht und 83,5% der Anfangskapazität nach 5000   Zyklen gehalten. Das Gerät basierend auf dem 3D g-C3 N4 /PEDOT:Die PSS-Elektrode weist auch eine gute Leistung in Bezug auf Kapazität, Flexibilität und Zyklenstabilität auf.

Hintergrund

Tragbare Energiespeicher, insbesondere flexible Superkondensatoren, erhalten aufgrund ihrer höheren Zyklenfestigkeit und Leistungsdichte besondere Aufmerksamkeit [1,2,3,4]. Was Materialsysteme von Superkondensatorelektroden betrifft, so konzentrieren sich die jüngsten Forschungen hauptsächlich auf drei Haupttypen:kohlenstoffbasierte Materialien mit großer Oberfläche (Aktivkohle, Graphen, Kohlenstofffasern usw.), Übergangsmetalloxide (MOs) und leitfähige Polymere (CPs .). ) [5,6,7,8]. Der Speichermechanismus des ersten Typs sind elektrochemische Doppelschichtkondensatoren (EDLCs), während die anderen Pseudokondensatoren sind [9,10,11]. Im Vergleich zu EDLCs weisen Pseudokondensatoren mit Faradayscher Ladungsspeicherung eine höhere spezifische Kapazität auf, die ein wesentlicher Bestandteil von Hochleistungssuperkondensatoren werden. MOs besitzen hohe theoretische Kapazitäten. Geringe Leitfähigkeit, Toxizität, geringe Stabilität und hohe Kosten schränken jedoch die Anwendung von MOs ein. Im Gegensatz dazu leiden CPs, die diese Probleme überwinden, unter der Einschränkung einer relativ geringen mechanischen und zyklischen Fähigkeit. Darüber hinaus ist die geringe spezifische Oberfläche einer der größten Nachteile, die den Einsatz von CPs in flexiblen Energiespeichergeräten erschweren.

Bisher hat jedes der oben genannten Materialien Stärken und Schwächen, und keines davon ist ideal. Um die Leistung von Geräten zu verbessern, sind das Zusammensetzen von Materialien und die Optimierung der Struktur effektive Strategien. Was flexible Superkondensatoren betrifft, so wird der Verbund aus 3D-EDLC-Materialien und MO (oder CPs) Pseudokapazitätsmaterialien, die eine hohe elektrochemische Leistung (Kapazität, Stabilität) zusammen mit einer guten mechanischen Leistung (flexibel, leicht) beibehalten, zu einer der am besten geeigneten Optionen [12 ,13,14]. Obwohl kohlenstoffbasierte Materialien als EDLC-Materialien einige zufriedenstellende Ergebnisse erzielen, ziehen neue Kandidaten mit wettbewerbsfähiger Leistung, niedrigen Kosten, einfacher Herstellung und umweltfreundlichen Eigenschaften immer noch die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich.

Graphitkohlenstoffnitrid (g-C3 N4 ), ein zweidimensionales Graphen-Derivat, wurde aufgrund seiner interessanten elektronischen Eigenschaften, seiner geringen Kosten und seiner hohen Umweltfreundlichkeit untersucht [15, 16]. In den letzten Jahren hat sich das Anwendungsgebiet von g-C3 N4 konzentriert sich hauptsächlich auf die Photokatalyse [17,18,19,20,21,22]. Einige Untersuchungen zur Anwendung von Superkondensatoren für g-C3 N4 wettbewerbsfähige Ergebnisse erzielt. Seine Energiespeicherpotenziale sind noch lange nicht ausgeschöpft, da der Vorteil der molekularen Struktur noch nicht vollständig erforscht ist. Die am häufigsten verwendete Mikrostruktur von g-C3 N4 war eine 2D-Struktur, während 3D-g-C3 N4 Struktur wurde selten berichtet [23,24,25,26,27]. Andererseits wird (3,4-Ethylendioxythiophen):Poly(4-styrolsulfonat) (PEDOT:PSS) als eine Art von CP in ES-Elektrode umfassend verwendet. PEDOT:PSS hat eine hohe Leitfähigkeit und eine relativ viel höhere chemische und mechanische Stabilität, die Grundvoraussetzungen für tragbare Energiespeicher sind. Um seine Kapazität zu verbessern, ist die Vergrößerung seiner aktiven Oberfläche die direkteste und effektivste Strategie.

Hier ein 3D-g-C3 N4 /PEDOT:PSS-Verbundmaterial wurde entwickelt, bei dem g-C3 N4 Nanodraht (GCNW) fungiert als 3D-Skelettstruktur, die PEDOT:PSS unterstützt. Die Verbundmaterialien erreichen eine spezifische Kapazität von 202 F g −1 , das inzwischen eine hervorragende elektrochemische Leistung in Form eines flexiblen Ganzkörper-Superkondensators aufweist. Die so hergestellte Vorrichtung wies eine ausgezeichnete Flexibilität und Stabilität auf. Darüber hinaus ist die Wirkung von g-C3 N4 Verhältnis von Struktur und elektrochemischen Eigenschaften wurden im Detail untersucht.

Methoden

Material

Natriumhydroxid (NaOH) und Harnstoff wurden von Beijing Chemical Corp. bezogen. PEDOT:PSS-Lösung (1,0 Gew.-% in H 2 ) O, hochleitfähig) wurde von Sigma-Aldrich Co. gekauft. Keines der obigen Produkte wurde weiter gereinigt.

Synthese von g-C3 N4

Diese Zubereitung verwendet Harnstoff als Vorläufer. Zehn Gramm Harnstoff wurden auf 550 °C (10 °C min −1 .) erhitzt ) und 2 h in einem Muffelofen aufbewahrt, wodurch das gelbe Pulver entsteht.

Dreidimensionale Herstellung des GCNW

Kurz gesagt, 500 mg CN-Pulver wurden mit 20 ml wßriger NaOH vermischt und 12 h bei 60ºC gerührt. Die verschlossenen Kolben wurden 2 h lang mit Ultraschall gereinigt. Die Suspension wurde dialysiert, um überschüssiges NaOH zu entfernen. Das endgültige reine g-C3 N4 Nanodraht-Aerogel wurde durch Gefriertrocknung erhalten.

Dreidimensionale Vorbereitung von GCNW/PEDOT:PSS-Verbundmaterial

Die Verbundmaterialien wurden mit unterschiedlichen Massenverhältnissen von g-C3 . hergestellt N4 Nanodraht-Hydrogele (6 mg ml −1 ) zu PEDOT:PSS, nämlich 10 %, 20 %, 50 % und 80 % GCNW/PEDOT:PSS. Die homogene Lösung war nach 12 h Rühren erhalten worden. Schließlich wurde das Produkt unter Verwendung des Gefriertrocknungsverfahrens erhalten. Der reine PEDOT:PSS-Dünnfilm wurde zum Vergleich durch Filtrationsverfahren hergestellt.

Charakterisierung

Die Morphologien und Strukturen der Proben wurden durch Feldemissions-Rastermikroskopie (FESEM, 7610, JEOL), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, Tecnai F20) und D-MAX II A Röntgendiffraktometer (XRD) charakterisiert. Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) wurde unter Verwendung von Nicolet-6700 (Thermofischer) durchgeführt. Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS)-Messungen wurden mit dem Röntgenphotoelektronenspektrometer ESCALABMK II getestet.

Elektrochemische Messung

Die elektrochemische Leistung wurde unter Verwendung einer elektrochemischen Arbeitsstation CHI 660E durchgeführt. In der Drei-Elektroden-Konfiguration wurden die Platinfolie und gesättigte Kalomel-(SCE)-Elektroden als Gegen- und Referenzelektroden verwendet. Die Arbeitselektroden wurden durch Pressen des Verbundmaterials auf ein Kohlenstoffgewebe mit einer Beladungsmenge von 1 mg cm –2 . hergestellt . Der Elektrolyt war 1 M H2 SO4 . Die Kurven der zyklischen Voltammetrie (CV) und der galvanostatischen Ladung/Entladung (GCD) wurden im Spannungsbereich von 0 V bis 1 V getestet. Die Messungen der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) wurden unter einem Leerlaufpotential im Frequenzbereich von 1–10 aufgezeichnet 5 Hz mit einer Modulationsamplitude von 5 mV.

Für die Zwei-Elektroden-Vorrichtungen wurden 2 mg Aktivmaterial als Arbeitselektroden auf das Kohlenstoffgewebe geladen. Dann eine kleine Menge H2 SO4 /PVA-Hydrogel wurde als Separator auf das Vlies (NKK-MPF30AC-100) getropft. Schließlich wurde der Separator zwischen zwei Arbeitselektroden platziert, um einen symmetrischen Kondensator aufzubauen. Die elektrochemische Prüfung von zwei Elektroden wurde in einer elektrochemischen Workstation CHI 660E durchgeführt.

Die spezifische Kapazität einer einzelnen Elektrode (C m ) wurde unter Verwendung der aus CV-Kurven integrierten Ladung nach den folgenden Formeln berechnet:

$$ {C}_m=\frac{1}{Uvm}{\int}_{U^{-}}^{U^{+}}i(U)\mathrm{d}U $$ (1)

wo U ist das Spannungsfenster (U=U + -U ), m ist die Masse der aktiven Materialien in einer Elektrode und ν ist die Abtastrate (mv s −1 ) der CV-Kurve.

Anschließend wird die Energiedichte (E ) und Leistungsdichte (P ) von ES wurden mit den folgenden Formeln berechnet:

$$ E=\frac{1}{2}C{U}^2 $$ (2) $$ P=\frac{E}{\Delta t} $$ (3)

wobei C ist der spezifische Kapazitätswert des Superkondensators, U ist das Spannungsfenster und Δt ist die Entladezeit in GCD.

Ergebnisse und Diskussion

Die experimentellen Verfahren und die flexible Vorrichtung sind in Abb. 1 dargestellt. Wie zu sehen ist, kann das Massenverhältnis des Verbundwerkstoffs seine Struktur erheblich beeinflussen; der so hergestellte Verbundstoff kann eine gut 3D-Struktur halten, wenn das GCNW-Massenverhältnis nicht weniger als 20% beträgt, während die 3D-Struktur zerstört würde, wenn die Konzentration von PEDOT:PSS zu hoch war (90%). Darüber hinaus haben die Konzentrationen von Natriumhydroxid einen wesentlichen Einfluss auf die Mikrostruktur von g-C3 N4 (Zusätzliche Datei 1:Abbildungen S1–S3). Wenn die Konzentration von Natriumhydroxid weniger als 3 M beträgt, wird die Schichtstruktur von g-C3 N4 kann nicht ausreichend geschnitten werden und es kann keine selbsttragende 3D-Struktur aufgenommen werden. Wenn die Konzentration von Natriumhydroxid zu hoch war (wie 8 µM), wurde das GCNW verkürzt und die 3D-Struktur kollabierte auch nach dem Gefriertrocknungsprozess. In dieser Arbeit ist 3 M aufgrund der gut selbsttragenden 3D-Struktur eine geeignete Konzentration für die Natriumhydroxidbehandlung.

Die experimentellen Verfahren von GCNW/PEDOT:PSS-Verbundmaterial und flexibles Gerät

Die Rasterelektronenmikroskopie(REM)-Bilder der Abb. 2a und b zeigen die Transformation von g-C3 N4 von der Schichtstruktur zur Drahtstruktur, und dann wurde das 3D-Gerüst im Gefriertrocknungsverfahren hergestellt. Darüber hinaus bewahrt das 20 % GCNW/PEDOT:PSS-Komposit das 3D-Gerüst, wie in Abb. 2c gezeigt. Das digitale Foto der Probe erscheint in den entsprechenden Einsätzen. Vergleich der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)-Bilder von g-C3 N4 und GCNW in Fig. 2d und e weist der GCNW wie hergestellt eine Breite von 10 nm und eine Länge von Hunderten von Nanometern auf, was als Skelettmaterial sehr geeignet ist. Abbildung 2f ist der GCNW nach der Gefriertrocknung, der auf eine klare 3D-Struktur hindeutet. Das TEM-Bild von 20 % GCNW/PEDOT:PSS-Komposit ist in Zusätzliche Datei 1:Abbildung S4 gezeigt, wo auch die 3D-Struktur unterschieden werden kann. Die 3D-Verbundstruktur kann die elektrochemischen aktiven Zentren vergrößern und die Ionentransportentfernungen verkleinern, was für die Verbesserung der Kapazität von Vorteil wäre. Basierend auf den Brunauer-Emmett-Teller-Messergebnissen (BET) (zusätzliche Datei 1:Abbildung S5) beträgt die spezifische Oberfläche von GCNW und 20 % GCNW/PEDOT:PSS 82,67 m 2 g −1 und 69,86 m 2 g −1 , bzw. Es ist erwähnenswert, dass die spezifische Oberfläche von reinem PEDOT:PSS extrem niedrig ist, während das reine g-C3 . wie hergestellt N4 Nanoblätter können bis zu 149,45 m 2 . erreichen g −1 , aber ihre beiden Kapazitäten sind niedrig. Die Einzelheiten der elektrochemischen Charaktere werden später besprochen.

Strukturcharakterisierung. FESEM-Bilder von g-C3 N4 (a ), GCNW (b ) und 20 % GCNW/PEDOT:PSS (c ). TEM-Bilder von g-C3 N4 (d ), GCNW (e ) und 20 % GCNW/PEDOT:PSS (f ) mit 3D-Struktur

Die Kristallstrukturen der Probe sind in Abb. 3a dargestellt. Der GCNW hat zwei klare Peaks bei 13,84 ° und 27,81 °, die den (100)- und (200)-Ebenen von g-C3 . entsprechen N4 , bzw. [15]. Der breite Beugungspeak im Bereich von 15° bis 30° wird PEDOT:PSS zugeschrieben [28], und die Intensität nahm mit der Zunahme des GCNW-Verhältnisses ab. Die Spektren der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) wurden untersucht, um die atomare Struktur der so hergestellten Proben zu untersuchen (Abb. 3b). Für GCNW mehrere starke Peaks um 804 cm −1 sind auf Tri-s-triazin-Einheiten zurückzuführen und zwar bei 1299, 1350, 1431, 1533 und 1605 cm −1 werden C-N-Heterocyclen in GCNW zugeschrieben. Die Spitzen zwischen 3000 und 3500 cm −1 Ergebnis aus −NHX und −OH-Schwingungsmoden von GCNW [16, 29]. Das resultierende FTIR-Spektrum von reinem PEDOT:PSS stimmt gut mit dem vorherigen Bericht überein [30, 31]. Basierend auf diesen Ergebnissen sind die GCNW/PEDOT:PSS-Komposite physikalische Mischungen, bei denen GCNW und PEDOT:PSS ihre inhärente Atomstruktur beibehalten und sich die Bindungseigenschaften nicht ändern. Abbildung 3c zeigt das Röntgen-Photoelektronenspektroskopie-(XPS-)Spektrum des GCNW/PEDOT:PSS. Die Peaks, die C 1s, O 1s, N 1s, S 3p und Na 1s entsprechen, werden deutlich beobachtet. Der Na 1s-Peak bei 1047,5 eV stammt von Natriumhydroxid, das zum Scheren von g-C3 . verwendet wird N4 Nanoblätter. Das C 1s-Spektrum umfasst vier Peaks bei 284,5 eV, 285,9 eV, 286,1 eV und 288,3 eV, die den C–C-, C–N-, C–S- bzw. C=O-Peaks entsprechen (Abb. 3d). Abbildung 3e ist ein N 1s-Spektrum. Der Peak bei 398.1 eV ist auf sp 2 . zurückzuführen N Atome in C–N=C, und die Peaks bei 399,4 eV und 400,9 eV sind auf N in N–(C)3 . zurückzuführen bzw. C–N–H. Für die O 1s-Spektren in Abb. 3f werden die Peaks bei den Bindungsenergien von 531,6 eV, 532,8 eV und 533 eV beobachtet, die C=O, C–O bzw. –OH entsprechen. Die XPS-Ergebnisse stimmen mit den vorherigen Tests überein und zeigen auch, dass die später getestete Kapazität nur vom g-C3 . stammt N4 und PEDOT:PSS.

a XRD-Muster und b FT-IR-Spektren von GCNW, PEDOT:PSS und GCNW/PEDOT:PSS Mischproben mit unterschiedlichem Inhaltsverhältnis. c XPS-Spektren von 20 % GCNW. Die hohe Auflösung von C 1 s (d ), N 1 s (e ) und O 1 s (f ) XPS-Spektren von 20% GCNW

Die Leistungsfähigkeit des GCNW/PEDOT:PSS als Elektrodenmaterial für die Elektrochemie wurde mittels Cyclovoltammetrie (CV)-Messungen und galvanostatischer Ladung/Entladung (GCD) durch die Drei-Elektroden-Methode untersucht. Abbildung 4a zeigt die CV-Ergebnisse der Elektroden, die mit unterschiedlichen Massenverhältnissen hergestellt wurden. Wie zu sehen ist, gibt es in allen Ergebnissen keinen offensichtlichen Redoxpeak und die Elektrode von 20% GCNW/PEDOT:PSS erhält die größte Integralfläche, was die maximale Kapazität bedeutet. Inzwischen werden diese Ergebnisse durch den GCD-Test bestätigt, bei dem die 20% GCNW/PEDOT:PSS-Elektrode auch die längste Lade- und Entladezeit aufweist (Abb. 4b). Abbildung 4c ist das Ergebnis der 20 % GCNW/PEDOT:PSS, gemessen mit verschiedenen Abtastraten. Mit zunehmender Abtastrate ändert sich das gekrümmte Profil nicht signifikant und zeigt eine gute Ratenleistung [32,33,34]. In Abb. 4d zeigen die GCD-Kurven des 20% GCNW/PEDOT:PSS unter verschiedenen Stromdichten eine gute Symmetrie, was eine gute elektrochemische Reversibilität beweist [35]. Abb. 4e misst die spezifischen Kapazitätswerte von reinen GCNW-, PEDOT:PSS- und 20 % GCNW/PEDOT:PSS-Verbundelektroden. Der spezifische Kapazitätswert von 20 % GCNW/PEDOT:PSS beträgt 202 F g −1 bei 5 mv s −1 , 46,9 % höher als bei reinem PEDOT:PSS. Unseres Wissens ist das derzeitige 20 % GCNW/PEDOT:PSS-Elektrodenmaterial früheren Berichten für C3 . überlegen N4 -basierte Elektroden. Tatsächlich ist dieses Ergebnis sogar höher als bei einigen kohlenstoffbasierten Verbundwerkstoffen (Zusatzdatei 1:Tabelle S1) [36,37,38,39,40,41,42,43,44,45]. Die Verbesserung sollte hauptsächlich von der 3D-Struktur herrühren, um die Aggregation von PEDOT:PSS zu verhindern und eine höhere aktive Oberfläche bereitzustellen, was durch das BET-Ergebnis bestätigt wird. Obwohl die spezifische Oberfläche von reinem g-C3 N4 ist höher als PEDOT:PSS, die Kapazität von g-C3 N4 ist aufgrund des Materialnaturfaktors und des Speichermechanismus viel niedriger als der von PEDOT:PSS. Die 20 % GCNW/PEDOT:PSS-Elektrode erhält jedoch die maximale Kapazität. Daher ist eine geeignete Struktur ebenso wichtig wie Materialien, um eine hervorragende Leistung zu erzielen. In dieser Arbeit wird die Kapazität von GCNW/PEDOT:PSS-Elektroden mit abnehmendem GCNW-Verhältnis verbessert, bis sie 10 % erreicht, wo die 3D-Struktur zerstört wurde, wie in Abb. 1 gezeigt.

Die elektrochemischen Leistungen von GCNW-, PEDOT:PSS- und GCNW/PEDOT:PSS-Proben mit unterschiedlichen Gehaltsverhältnissen von GCNW und PEDOT:PSS. a Zyklische Voltammogramme mit einer Abtastrate von 10 mv/s. b Galvanostatische Entladungskurven bei Stromdichten von 1 A g −1 . c Zyklische Voltammogramme mit einer Abtastrate von 5 mv s −1 bis 100 mv s −1 . d Galvanostatische Entladungskurven bei verschiedenen Stromdichten. e Spezifische Kapazitäten von GCNW, PEDOT:PSS und 20% GCNW/PEDOT:PSS bei unterschiedlicher Abtastrate

Die symmetrischen Superkondensatoren wurden hergestellt, indem 20 % GCNW/PEDOT:PSS als Elektrode auf ein Kohlenstoffgewebe gepresst wurden (Abb. 1). Abbildung 5a zeigt die CV-Kurve eines einzelnen Geräts im Spannungsfenster von 0–1,0  V mit unterschiedlichen Abtastraten. Die Kurve zeigt eine gute symmetrische Rechteckform, und die Fläche nimmt nach 5000  Zyklen (Einschub) leicht ab. Die spezifische Kapazität beträgt 78 F g −1 bei einer Abtastrate von 5 mv s −1 . Abbildung 5b ist die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) des Geräts. Der Einschub entsprechender Figuren zeigt einen vergrößerten Bereich des Hochfrequenzbereichs und die Impedanzanpassungsschaltung. Das Nyquist-Impedanzdiagramm bestand aus geraden Linien bei niedriger Frequenz und einer halbkreisförmigen Kurve im Hochfrequenzbereich. Der Halbkreis in der Hochfrequenzzone wird hauptsächlich durch die Reaktionskinetik und die Linie der Niederfrequenzzone durch die Diffusion von Ionen gesteuert. Seit C3 N4 ein Material mit niedriger Leitfähigkeit ist, ist der äquivalente Serienwiderstand (ESR) von 5,41 höher als bei einigen anderen Arbeiten [46,47,48]. In Abb. 5c beträgt die Kondensatorwartungsrate 83,5% nach 5000 Zyklen bei einer Stromdichte von 1 A g −1 . Der Verlust kommt hauptsächlich von der PEDOT:PSS-Komponente, da die schlechte Zyklenstabilität das grundlegende Manko von leitfähigen Polymeren ist [5,6,7,8]. Abb. 6 zeigt die flexible und stabile Leistung des Geräts. Im Digitalfoto waren drei Geräte in Reihe geschaltet und die Entladespannung betrug 3,46 V, 3,46 V, 3,48 V und 3, 50 V mit den Biegewinkeln 0°, 30°, 60° bzw. 90°. Das flexible Gerät besaß nach 2000 Biegezyklen mit 90° Kapazitätserhaltungen von über 80 % (zusätzliche Datei 1:Abbildung S11). Das Diagramm der Energiedichte als Funktion der Leistungsdichte ist in Abb. 5d dargestellt. Die Energiedichte von 6.66 Wh Kg −1 wird bei einer Leistungsdichte von 200 W Kg −1 . erreicht .

a Die CV-Kurve des einzelnen Gerätes. b Der EIS des Geräts. c Die Zyklenfestigkeit des Geräts. d Leistungsdichte und Energiedichte des Gerätes

Der Spannungswert flexibler Festkörpersuperkapationen basierend auf 20 % GCNW unter verschiedenen Biegewinkeln (a:0°, b:30°, c:60°, d:90°)

Schlussfolgerung

Zusammenfassend wurden erstmals 3D GCNW/PEDOT:PSS Kompositmaterialien hergestellt und erfolgreich als Elektrode für flexible Superkondensatoren eingesetzt. Aufgrund der Verbesserung der aktiven Oberfläche erreichte die Kapazität des Verbundwerkstoffs 202 F g −1 im Drei-Elektroden-System und 78 F g −1 im symmetrischen Gerät mit einer Abtastrate von 5 mV s −1 , was zu einer hohen Energiedichte von 6,66 Wh Kg −1 . führt . Die 3D-Struktur war von großer Bedeutung, um die elektrochemische Leistung zu verbessern. Das so hergestellte Gerät zeigte auch im Biegezyklustest eine ausgezeichnete flexible und stabile Leistung. Unter Berücksichtigung der Kosten und des Vorbereitungskomforts eröffnen die hier erhaltenen Ergebnisse neue Perspektiven für 3D-g-C3 N4 /CP-Komposit als effizientes Elektrodenmaterial in flexiblen Energiespeichern und kommerziellen Anwendungen.

Abkürzungen

WET:

Brunauer-Emmett-Teller

CPs:

Leitfähige Polymere

Lebenslauf:

Zyklische Voltammetrie

EDLCs:

Elektrochemische Doppelschichtkondensatoren

EIS:

Elektrochemische Impedanzspektroskopie

ESR:

Äquivalenter Serienwiderstand

FESEM:

Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie

FTIR:

Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie

g-C3 N4 :

Graphitisches Kohlenstoffnitrid

GCD:

Galavanostatische Aufladung/Entladung

GCNW:

g-C3 N4 Nanodraht

MOs:

Übergangsmetalloxide

PEDOT:

PSS:(3,4-Ethylendioxythiophen):Poly(4-styrolsulfonat)

TEM:

Transmissionselektronenmikroskopie

XPS:

Röntgenphotoelektronenspektroskopie

XRD:

Röntgenbeugungsmuster


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