延世大学Small:Nb-CMO4@CxSyNC电极助力FQSCs 2022年12月9日 下午12:07 • 顶刊 • 阅读 83 10000次充/放电循环后保持98.7%容量 高能量密度电池类材料作为超级电容器电极引起了广泛关注,但是它们缓慢的电荷动力学限制了氧化还原活性位点的利用,导致电化学性能较差。 基于此,韩国延世大学Seong Chan Jun(通讯作者)等人报道了由N-S共掺杂的金属有机框架衍生的碳@CoxSy微花瓣的独特的核-壳结构,修饰有铌-钼酸钴纳米片(Nb-CMO4@CxSyNC)。 结果表明,优化后的电极在电流密度为1 A g-1时具有276.3 mAh g-1的高比容量,在10000次充/放电循环后仍能保持98.7%的容量。 具有逐层沉积的还原氧化石墨烯/Ti3C2TX负极的柔性准固态SC(FQSCs),比能量为75.5 Wh kg-1(体积能量为1.58 mWh cm-3),比功率为1.875 kWh kg-1,在10000次充/放电循环中,容量保留率为96.2%。 通过DFT计算,分析了Nb掺杂对CoMoO4和Co3S4电化学性能的影响。CoMoO4和Co3S4平板分别有(001)和(110)自由表面,Nb掺杂是通过在每个平板中用一个Nb原子替换一个表面Mo或Co原子来实现。 OH−在未掺杂和掺杂Nb的CoMoO4和Co3S4上的吸附构型表明,Nb的掺杂有利于OH−的吸附,意味着氧化还原反应的加速。 CoMoO4和Nb-CoMoO4的总态密度(TDOS)表明,Nb-CoMoO4在上自旋通道中带隙比CoMoO4更窄,而在下自旋通道中费米能级附近的电子态更多。 Nb-Co3S4在费米能级附近的电子态比Co3S4多,而TDOS表明,Nb的掺杂改善了材料的导电性,从而提高了材料的电化学性能。 原始和掺杂Nb的CoMoO4和Co3S4之间的电荷密度差异显示,掺杂Nb原子附近的电荷消耗和周围原子的电荷积累。 Nb掺杂的电荷再分配,增强电荷转移促进氧化还原反应。对比纯Co3S4(-2.3275 eV),Co3S4@NSC(-2.4012 eV)的吸附能在量级上略有增加。总之,DFT结果表明Nb的掺杂提高了CoMoO4和Co3S4的电化学性能。 Reconfiguring the Electronic Structure of Heteroatom Doped Carbon Supported Bimetallic Oxide@Metal Sulfide Core-Shell Heterostructure via In Situ Nb Incorporation toward Extrinsic Pseudocapacitor. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202205491. https://doi.org/10.1002/smll.202205491. 原创文章,作者:v-suan,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2022/12/09/6938e26257/ 超级电容器 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 重磅Nature Energy:燃料电池,250 °C高温突破! 2024年6月10日 强强联手!清华「国家杰青」/山大「国家优青」,最新Nature子刊! 2024年7月13日 催化顶刊集锦:AFM、Appl. Catal. B.、Small、EnSM、Chem. Eng. J.等最新成果 2023年10月12日 黄小青/李亚飞/张颖,最新AM! 2022年10月8日 华南理工陈宇团队EES:高熵和自组装策略增强OER/ORR活性,实现创纪录电化学性能! 2024年5月16日 同济刘明贤Angew:有机超结构中非金属NH4+/H+电荷载体共储能机制构建高性能水系锌-有机电池 2023年12月28日