view in publisher's site

Facile synthesis of new hybrid electrode material based on activated carbon/multiwalled carbon [email protected] for supercapacitor applications

Highlights•New attempt to fabricate AC/MWCNTs/ZnFe2O4 (ZFO) hybrid composite.•Simple and low-cost synthesis of AC/MWCNTs/ZFO composite.•Achievement of high specific capacitance and excellent cyclic stability.AbstractA new hybrid composite of activated carbon (AC)/multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs)-ZnFe2O4 has been prepared by the modest and low-cost method for its application as supercapacitor electrode material. The carbon-based composite electrode gives excellent cycle stability with moderate capacitance. So the capacitance of carbon-based composite electrode could be further improved by incorporating metal oxides as they involve reversible redox reaction. In this regard, zinc ferrite (ZnFe2O4) among various metal oxides is being considered as important additive material towards supercapacitor (SC) applications owing to its excellent physical and chemical properties. Hence, ZnFe2O4 is integrated with the carbon composite of MWCNTs and AC for better SC performance and cycle stability. The composite has resulted in maximum specific capacitance of 613 F/g at 5 mV/s when measured from cyclic voltammetry (CV) in 3M KOH electrolyte. The measurement from galvanostatic charge-discharge (GCD) on synthesised composite has shown capacitance of 609 F/g at 1 A/g and that implying the significant storage performance of the prepared hybrid material. The stability, which is vital for the application of the composite, has been subjected for stability test and found that it retained 91% of the capacitance even after 10000 cycles. Further, the synthesised materials have been characterized by powder X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), high-resolution transmission electron microscope (HRTEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET) and Barrett-Joyner-Halenda (BJH). The variation of current as a function of the applied voltage was analysed by current-voltage (I-V) measurements. These results suggest that the prepared composite can proficiently serve as a reliable choice for the electrode material for high-performance supercapacitor applications.

سنتز صوری ماده جدید الکترودی هیبرید براساس کربن فعال / نانولوله های کربنی چند دیواره @ ZnFe۲O۴ برای کاربردهای ابرخازن

نقاط برجسته تلاش جدید برای تولید کامپوزیت هیبرید AC / MWCNT / ZnFe۲O۴ (ZFO). سنتز ساده و کم‌هزینه کامپوزیت AC / MWCNT / ZFO. دستیابی به ظرفیت ویژه بالا و پایداری چرخه‌ای عالی. ترکیب هیبرید جدید کربن فعال (AC)/ نانولوله های کربنی چند دیواره (MWCNT)- ZnFe۲O۴ به روش ساده و کم‌هزینه برای کاربرد آن به عنوان ماده الکترود ابرخازن تهیه شده‌است. الکترود کامپوزیت کربن - محور پایداری چرخه عالی با ظرفیت متوسط تولید می‌کند. بنابراین ظرفیت الکترود کامپوزیت مبتنی بر کربن را می توان با ترکیب اکسیده‌ای فلزی که شامل واکنش ردوکس برگشت‌پذیر هستند، بیشتر بهبود بخشید. در این راستا، فریت روی (ZnFe [ ۲ ] O [ ۴ ])در میان اکسیده‌ای فلزی مختلف، به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی عالی، به عنوان ماده افزودنی مهم در کاربردهای ابرخازن (SC)در نظر گرفته می‌شود. از این رو، با کامپوزیت کربن MWCNT و AC برای عملکرد بهتر SC و پایداری چرخه، ترکیب می‌شود. کامپوزیت زمانی که از ولتامتری چرخه‌ای (CV)در الکترولیت ۳ M KOH اندازه‌گیری می‌شود، منجر به حداکثر ظرفیت ویژه ۶۱۳ F / g در ۵ mv / s می‌شود. اندازه‌گیری تخلیه بار گالوانواستاتیک (GCD)بر روی کامپوزیت سنتز شده ظرفیت الکتریکی ۶۰۹ F / g را در ۱ A / g نشان داده‌است و این نشان‌دهنده عملکرد ذخیره‌سازی قابل‌توجه ماده هیبرید آماده‌شده می‌باشد. پایداری، که برای کاربرد کامپوزیت حیاتی است، مورد آزمایش پایداری قرار گرفت و دریافت که ۹۱ % ظرفیت را حتی بعد از ۱۰۰۰۰ سیکل حفظ کرده‌است. علاوه بر این، مواد سنتز شده با پراش پرتو ایکس پودر (XRD)، طیف‌سنجی رامان، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری با وضوح بالا (HRTEM)، بروئر - امت - مولر (BET)و برت - جوئینر - هالندا (BJH مشخص شده‌اند. تغییرات جریان به عنوان تابعی از ولتاژ اعمالی با اندازه‌گیری‌های ولتاژ - جریان (I - V)تحلیل شد. این نتایج نشان می‌دهد که کامپوزیت آماده‌شده می‌تواند به صورت دقیق به عنوان یک انتخاب قابل‌اعتماد برای مواد الکترودی برای کاربردهای ابرخازن با کارایی بالا عمل کند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Physical and Theoretical Chemistry
  • ترجمه مقاله Physical and Theoretical Chemistry
  • مقاله شیمی فیزیک و نظری
  • ترجمه مقاله شیمی فیزیک و نظری
  • مقاله Inorganic Chemistry
  • ترجمه مقاله Inorganic Chemistry
  • مقاله شیمی آلی
  • ترجمه مقاله شیمی آلی
  • مقاله Materials Chemistry
  • ترجمه مقاله Materials Chemistry
  • مقاله شیمی مواد
  • ترجمه مقاله شیمی مواد
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.