随着经济发展的快速发展,化石燃料的过度开采,能源危机日益严重。因此,开发清洁可持续能源和高效储能/转换系统以提高能源利用效率迫在眉睫。例如,对具有快速充电和高储能性能的移动设备和的电动汽车的需求越来越多,迫切需要开发一种高效的电化学储能装置。到目前为止,锂/钠离子电池、锂-硫电池、超级电容器等,受到了相当大的关注。其中超级电容器具有充放电速度快、环境友好、循环寿命长等独特优点,引起了广泛的关注。然而,超级电容器的循环寿命和倍率性能仍不理想,因此,设计和开发比电容高和循环稳定性好且电流密度高的超级电容器装置,至关重要。
图1.(a、b)Co-前驱体的形貌图;(c、d)百合花状Co3O4产物的形貌图。
图2.(a)Co-前驱体和Co3O4产物的X射线衍射图;(b)Co3O4产物的能谱图;(c、d)Co3O4产物的透射电镜图。
近日,英国皇家化学学会《RSC Advances》杂志上在线发表了以我中心在职教师王艳杰为第一作者的题为《High-rate-capability asymmetric supercapacitor device based on lily-like Co3O4 nanostructures assembled using nanowires》的研究论文。在此项工作中,中心研究人员采用简单的溶剂热法,利用泡沫镍为基底,在其上生长出由纳米线组装而成的Co3O4百合花状结构。通过对制备的产物进行系统表征,研究其形成机理和电化学行为。将制备的材料在三电极和双电极体系下进行电化学性能(循环稳定性、能量密度、功率密度等)测试,结果此材料表现出良好的循环性(10000周循环),且在功率密度为1963 W kg-1 时能量密度达到34 W h kg-1。这些结果表明,该方法制备出的Co3O4/Ni电极材料具有良好的电化学性能,且因其优越的倍率性能可以作为一种商用的大电流超级电容器设备。
该论文以中原工学院为第一作者单位和通讯作者单位。该研究工作得到了国家自然科学基金、河南省科技创新人才基金、河南省科技创新团队项目和纺织服装产业河南省协同创新中心的支持。