北京酒渣鼻哪个医院好 http://liangssw.com/jiepai/13124.html

研究背景

过渡金属氧化物是一]类具有高能量密度的超级电容器赝电容材料。其中，钴酸镍（NiCo2O4）因其成本低、储量高、环境友好等优点，被认为是一种很有前途的赝电容材料。此外，与常见的单金属对应物（NiO和Co3O4）相比，NiCo2O4具有多重氧化态，能够引发更快的反应动力学，因而具有更高的电化学活性。但因本征电导率低、电化学活性位点不足以及充放电过程中产生的体积膨胀，导致NiCo2O4的电化学性能严重降低。

成果简介

针对以上问题，中南林业科技大学万才超课题组开发了一种简单的同步策略，构筑了具有可调表面纳米结构和电子结构的N掺杂和氧空位NiCo2O4微孔纳米草阵列（N-Ov-NCOMiNG）。这种同步策略时通过等离子体活化技术实现的。由于N掺杂、缺陷和表面工程的增效协同作用，基于N-Ov-NCOMiNG-15的超级电容器电极材料表现出显著增强的电化学性能，在1Macm2的电流密度下获得.25Fg-1的比电容。电极循环次后电容保持率为96.5%。此外，以N-Ov-NCOMiNG-15为阴极，商用活性炭为阳极的水系非对称超级电容器器件在.3Wkg-1的功率密度下，显示出.2Whkg-1的能量密度。如此优异的电化学性能可以归因于Ni/Co-O晶格中N原子的成功取代和丰富氧空位的产生，不仅能够效调节NiCo2O4的电子结构，提高电导率，还能增加更多的电化学反应位点。此外，等离子体活化过程使NiCo2O4表面产生大量微孔并增加了比表面积，在表面所形成的3D网络结构能促进电解液的吸收和扩散，加速反应动力学。更重要的是，这种表面介孔/微孔结构还可以作为缓冲层，缓解离子插入/脱嵌反应中的体积膨胀，增强循环稳定性。近日，该工作以“N-dopedandoxygenvacancy-richNiCo2O4nanograssforsupercapacitorelectrode”为题发表在期刊“ChemicalEngineeringJournal”上（影响因子：13.）。图文导读

图1.（a）N-Ov-NCOMiNG-x的制备示意图。（b-d）N-Ov-NCOMiNG-15的低倍率和高倍率SEM图像。（e）透射电镜和（f）N-Ov-NCOMiNG-15的HRTEM图像，插图显示相应特定晶格条纹的FFT模式。（g）单根N-Ov-NCOMiNG-15中Co、Ni、O和N的元素映射。

图2.（a）NCOMeNG、N-Ov-NCOMiNG-5、N-Ov-NCOMiNG-15和N-Ov-NCOMiNG-30的N2吸附解吸等温线，（b）孔径分布图，（c）XRD谱图和（d）EPR谱图。NCOMeNG和N-Ov-NCOMiNG-15的高分辨率XPS谱图:（e）Co2p，（f）Ni2p，（g）N1s和（h）O1s。

图3.三电极结构中的电化学表征。

（a）0~0.5v电位窗口扫描速率为5mVs-1时的CV曲线比较

（b）N-Ov-NCOMiNG-15在不同扫描速率下的CV曲线。

（c）基于5mVs-1时的CV曲线，对阳极和阴极峰值电流与扫描速率的线性拟合。

（d）在1mvs-1时，电容性对总电荷存储的贡献。

（e）电流密度为1mAcm-2时GCD曲线的比较。

（f）不同电流密度下-Ov-NCOMiNG-15的GCD曲线。

（g）各电极在不同电流密度下的比电容。

（h）电流密度为20mAcm-2时的循环性能。

图4.NCO（a）和N-Ov-NCO（b）的态密度。（c）NCO和N-Ov-NCO的电荷密度差异和OH-吸附能（d）。（e）能源NCONG锚定在CFs基底上的复合结构

图5.组装的N-Ov-NCOMiNG-15//ACASC器件的电化学特性。（a）器件结构示意图。（b）AC和N-Ov-NCOMiNG-15的工作电位范围，扫描速率为5mVs-1。（c）扫描速率为5mvs-1时不同电压窗下的CV曲线。（d）不同扫描速率下的CV曲线。（e）不同电流密度下的GCD曲线。（f）不同电流密度下的比电容和面积电容。（g）Ragone图，插图显示器件的电压测量。（h）电流密度为10Ag-1时的循环稳定性，插图显示了循环测试前后的EIS图。

文章链接：