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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加入聚苯胺聚合物中,创造了用于超级电容器微电极的复合材料。纳米尺度的结构表征和电学行为提供了深入了解材料的卓越电化学性能。

(上)WC的FE-SEM和EDS图,Pa/WC复合材料的EFM图;(下)Pa/WC复合材料攻丝模式相图(插图为对应的形貌图)。导电聚合物制成的电极是超级电容器和其他电极的一个令人兴奋的前景能量存储应用程序bob综合app官网登录.如果它们能够以更可持续的方式生产,例如通过循环利用碳基材料,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,将这些成分制成复合材料(Pa/WC)。

采用原子力显微镜(AFM)对复合材料进行了结构和纳米电表征,能量色散x射线能谱(EDS)成分分析等方法。采用显微成像技术对不同WCP含量和不同聚合时间的样品进行了比较。该复合材料制成的电极具有较高的电荷存储量、良好的倍率性能和循环稳定性。这些特性被更好地理解nanoelectrical测量研究了复合材料独特的电荷捕获行为和其他效应。

结果证明了一种“再利用和回收”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)每张图像的平均值图;(右上)Pa/WC复合材料示意图。

仪器使用

MFP-3D(AFM);X-Max 150硅漂移检测器(EDS)

技术使用

AFM成像在开发模式用于测量表面粗糙度(高度通道)和检测纳米颗粒分散(相通道)。Nanoelectrical表征采用静电力显微镜(EFM)检测局部充电效应,开尔文探针显微镜(KPFM)测定表面电位差。所有的AFM数据都是在一个MFP-3D并展示了它的多功能性和低价格的高性能。EDS元素映射对收集的废碳纳米颗粒进行了X-Max 150硅漂移检测器由牛津bob平台下载手机版仪器纳米分析公司(现已升级为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,生物废弃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316202(2019)。https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.05.133

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