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用废碳制作超级电容器微电极

研究人员通过将废碳与PANI聚合物结合,创造出用于超级电容微电极的复合材料。纳米尺度的结构和电行为表征为材料的优良电化学性能提供了深刻的见解。

(上)WC的FE-SEM和EDS图像,Pa/WC复合材料的EFM图像;(下)Pa/WC复合材料的攻丝模相位图(插图为相应的地形图)。由导电聚合物制成的电极对于超级电容器和其他电容器来说是一个令人兴奋的前景储能应用bob综合app官网登录.如果它们能以更可持续的方式生产,比如通过回收碳基材料,它们的吸引力将会更大。

一个由葡萄牙和韩国研究人员组成的团队利用从厨房烤箱垃圾碳(WCP)和导电材料中提取的碳纳米颗粒来实现这一想法聚合物聚苯胺(PANI)。他们通过一种简单而经济的湿化学方法,将这些成分制成了复合材料(Pa/WC)。

通过AFM结构和纳米电表征对复合材料进行了评价。能量色散x射线能谱成分分析等方法。显微结构成像被用来比较不同数量的WCP和不同聚合时间的样品。复合材料制备的电极具有优异的电化学性能,包括高的电荷存储能力,良好的速率能力和循环稳定性。这些性质被更好地理解为nanoelectrical测量研究了复合材料独特的电荷捕获行为和其他效应。

研究结果展示了一种“重用和回收”策略,可以帮助实现基于低成本、可持续材料的高性能储能系统。

(左)Pa/WC复合材料表面电位差的KPFM图像和(右下)各图像平均值图;(右上)Pa/WC复合材料示意图。

仪器使用

MFP-3D(AFM);X-Max 150硅漂移探测器(EDS)

技术使用

原子力显微镜成像开发模式用于测量表面粗糙度(高度通道)和检测纳米粒子分散(相位通道)。Nanoelectrical表征用静电力显微镜(EFM)检查局部电荷效应,用开尔文探针力显微镜(KPFM)测定表面电位差。所有的AFM数据都是在一个MFP-3DAFM和展示了它的多功能性和高性能,以较低的价格。EDS元素映射对收集的废物碳纳米颗粒进行了X-Max 150硅漂移探测器由牛津bob平台下载手机版仪器纳米分析(已升级为Ultim马克斯)耦合到场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)。

引用:S. Goswami, G. Dillip, S. Nandy等,生物废物衍生的炭黑应用于聚苯胺基高性能超级电容器微电极:可再生能源应用的可持续材料。bob综合app官网登录Electrochim。学报316, 202(2019)。https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.05.133

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