view in publisher's site

Hybrid Supercapacitor Based on Coaxially Coated Manganese Oxide on Vertically Aligned Carbon Nanofiber Arrays

Hybrid supercapacitor electrodes with remarkable specific capacitance have been fabricated by coaxially coating manganese oxide thin films on a vertically aligned carbon nanofiber array. Ultrathin manganese oxide layers are uniformly coated around each carbon nanofiber via cathodic electrochemical deposition, likely based on water electrolysis initiated electrochemical oxidation. This results in a unique core-shell nanostructure which uses the three-dimensional brush-like vertical carbon nanofiber array as the highly conductive and robust core to support a large effective surface area and provide reliable electrical connection to a thin redox active manganese oxide shell. The pseudo-capacitance of 313 F/g in addition to the electrical double layer capacitance of 36 F/g is achieved by cyclic voltammetry at a scan rate of 50 mV/s and maintains at this level as the scan rate is increased up to 2000 mV/s. A maximum specific capacitance of 365 F/g has been achieved with chronopotentiometry in 0.10 M Na2SO4 aqueous solution with ∼7.5 nm thick manganese oxide. This hybrid core-shell nanostructure demonstrates high performance in maximum specific energy (32.5 Wh/kg), specific power (6.216 kW/kg), and cycle stability (∼11% drop after 500 cycles), which are derived from cyclic voltammetry and galvanostatic charge−discharge measurements. This new architecture can be potentially developed as multifunctional electrical energy storage devices.

Supercapacitor بر پایه coaxially منگنز (Oxide Coated)بر روی Vertically های کربن فعال شده

الکترودهای هیبرید supercapacitor با ظرفیت ویژه قابل‌توجه به وسیله لایه‌های نازک اکسید منگنز پوشش دهی شده بر روی یک آرایه نانو فیبر کربنی عمودی ساخته شده‌اند. لایه‌های اکسید منگنز به طور یکنواخت در اطراف هر یک از nanofiber کربنی با استفاده از رسوب الکتروشیمیایی کاتدی پوشش داده می‌شوند، به احتمال زیاد بر پایه الکترولیز آب، اکسیداسیون الکتروشیمیایی را آغاز می‌کنند. این امر منجر به یک نانو ساختار هسته - پوسته منحصر به فرد می‌شود که از آرایش سه‌بعدی نانو فیبر کربن به عنوان هسته بسیار رسانا و نیرومند برای پشتیبانی از یک سطح بزرگ موثر و فراهم کردن اتصال الکتریکی قابل‌اطمینان به پوسته اکسید منگنز فعال و غیرفعال استفاده می‌کند. ظرفیت شبه capacitance ۳۱۳ F / g علاوه بر ظرفیت الکتریکی لایه دوتایی ۳۶ F / g با ولتامتری چرخه‌ای در سرعت اسکن ۵۰ mv / s به دست می‌آید و در این سطح، همانطور که نرخ اسکن تا ۲۰۰۰ mv / s افزایش می‌یابد، حفظ می‌شود. بیشینه ظرفیت ویژه ۳۶۵ F / g با chronopotentiometry در محلول آبی ۰.۱۰ M Na۲SO۴ با اکسید منگنز ضخیم ۷.۵ nm حاصل شده‌است. این نانوساختار هسته - پوسته نشان‌دهنده عملکرد بالا در ماکزیمم انرژی ویژه (۳۲.۵ Wh / kg)، توان ویژه (۶.۲۱۶ کیلو وات بر کیلوگرم)و پایداری سیکل (افت ۱۱ % بعد از ۵۰۰ چرخه)است که از ولتامتری چرخه‌ای و اندازه‌گیری‌های تخلیه بار الکتریکی مشتق شده‌اند. این معماری جدید می‌تواند به طور بالقوه به عنوان وسایل ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی چند کاربردی توسعه یابد.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.