亚洲一区二区三区精彩视频在线-午夜精品一区二区三区蜜桃-成人高清视频中文在线观看-精品9999久久久久毛片

活性炭國家專精特新“小巨人”企業(yè)活性炭產(chǎn)學(xué)研合作

全國免費咨詢熱線:400-000-1319

聯(lián)系我們
全國服務(wù)熱線:400-000-1319

電話:13570151199

傳真:020-39972520

郵箱:hanyan@hanyancarbon.com

地址:廣東省廣州市番禺區(qū)東環(huán)街番禺大道北555號天安總部中心30號樓6層

當(dāng)前位置:首頁 » 新聞動態(tài) » 行業(yè)新聞
活性炭陰極與氧化鎳陽極制成超級電容器
文章作者:韓研網(wǎng)絡(luò)部 更新時間:2022-3-29 17:21:59

  活性炭陰極與氧化鎳陽極制成超級電容器

  理想中的儲能設(shè)備的開發(fā)對未來發(fā)展非常重要。電化學(xué)電容器(也稱為超級電容器)因其極高的比功率、出色的延長壽命和快速充放電速率而備受關(guān)注。在本研究中,我們探索了一種簡單且一致的技術(shù)來合成具有優(yōu)異電化學(xué)性能的活性炭電極材料。分別使用有化鎳和活性炭的正極和負(fù)極材料構(gòu)建了不對稱超級電容器。組裝后的電容器表現(xiàn)出優(yōu)異的超級電容性能,具有高比能量、比功率,以及卓越的循環(huán)壽命。

  氧化鎳納米粒子的合成

  在氧化鎳的典型合成過程中,將硝酸鎳與去離子水一起在環(huán)境溫度下保持在燒杯中,同時進(jìn)行磁力攪拌。然后,將六烷基三甲基溴化銨分散在去離子水中,并在攪拌條件下緩慢加入上述溶液中。隨后,將預(yù)先活性炭原材料放入上述反應(yīng)混合物中。最后,將制備好的溶液移入聚四氟乙烯襯里的不銹鋼(SS)高壓釜中。高壓釜在馬弗爐中保持在120℃中12小時。反應(yīng)完成后,使高壓釜在環(huán)境溫度下冷卻。收集所得材料并用大量去離子水和乙醇沖洗以除去未反應(yīng)的材料/溶劑。清潔后的材料在真空烘箱中在80℃下脫水放置。最后,將干燥的樣品在空氣氣氛下在三種不同的溫度(300、500和700℃)下粉碎和燒結(jié)2小時。最終衍生材料根據(jù)其煅燒溫度來區(qū)分材料。制備方法的圖示表示在圖1展示。

  圖1:氧化鎳納米粒子反應(yīng)方案的圖示。

  活性炭電容器裝置

  超級電容器裝置的制造是集成陰極(氧化鎳),陽極(活性炭)使用纖維素濾紙(在2.0M/KOH電解液中浸泡放置)分離,然后用絕緣膠帶包裹。陽極和陰極具有相似的幾何表面積,再經(jīng)過合適的重量比來制成電容器。圖2a顯示了超級電容器件在各種截止區(qū)域中的CV曲線,掃描速率為50mVs-1。從圖中可以看出,電容器件的CV曲線呈現(xiàn)出典型的準(zhǔn)矩形電容性能,這對應(yīng)于雙電層電容器和贗電容的相互貢獻(xiàn)。此外,當(dāng)增加工作截止區(qū)時,會發(fā)生更多的法拉第電化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)工作電位超過1.7V時,也會在CV曲線上注意到氧氣的釋放;钚蕴/氧化鎳器件很大程度上取決于截止區(qū)域。因此,選擇1.6V作為隨后研究超級電容器件電化學(xué)性能的潛在窗口區(qū)域。圖2b顯示了活性炭電容器件在0到1.6V的截止區(qū)域內(nèi)的各種掃描速率下的CV曲線。電流密度隨著掃描速率的增加而增加,并且氧化峰電位轉(zhuǎn)移到更正的電位,類似三電極器件的結(jié)果。

  圖2:(a)活性炭/氧化鎳電容器的CV曲線的掃描速率檢查,(b)活性炭/氧化鎳電容器在不同的掃描速率下的CV曲線,(c)活性炭在1Ag-1電流密度下在不同截止范圍測量的GCD曲線,和(d)活性炭在不同電流密度下的GCD曲線。

  從結(jié)果來看,即使在較大1.6V的電位窗口下,該器件也顯示出具有準(zhǔn)對稱三角形GCD特征的優(yōu)異超級電容性能,并且比電容隨著電位窗口的增加而上升。除了陰極和陽極的協(xié)同效應(yīng)外,活性炭電容器的優(yōu)異性能還可以歸因于氧化鎳納米薄片更高的比電容和倍率性能。活性炭/氧化鎳電容器在不同電流密度下的GCD曲線如圖2d所示?梢园l(fā)現(xiàn),充放電曲線的形狀幾乎是對稱的,表明電化學(xué)反應(yīng)是可逆的。

  活性炭超級電容器的Ragone圖

  Ragone圖在圖3a顯示;钚蕴侩娙萜髟诠β拭芏葹52.4和10.6Wh/kg-1時顯示出高能量密度分別為800和32,000W/kg-1。接著,研究了活性炭新型儲能器件在1Ag-1下的循環(huán)性能,在0到1.6V的電位窗口范圍內(nèi)進(jìn)行了超過5000次循環(huán),如圖3b所示。電容器的比電容在1Ag-1的5000個恒電流充放電循環(huán)期間仍保持95.6Fg-1,約為初始電容的90.6%。該器件的恒電流充放電曲線在5000次循環(huán)后仍保持相同的對稱曲線,表明該器件仍具有良好的可逆電化學(xué)活性。由于活性炭電容器件在循環(huán)過程中歐姆電阻的增加,比電容正在衰減。由于在充放電過程中活性材料體積的變化,活性材料和基板之間的界面接觸可能會隨著時間的推移而惡化,從而導(dǎo)致器件的歐姆電阻更高。此外,在循環(huán)過程中,活性炭材料可能會從基板上脫落,從而導(dǎo)致電容被低估。因此,必須優(yōu)化電極構(gòu)建方法以提高器件的可循環(huán)性。圖3b從而導(dǎo)致這種活性炭電容器件在下一代儲能應(yīng)用中的巨大潛力。圖3c、d分別顯示了電容器器件的穩(wěn)定性研究(5000次循環(huán)后)之前和之后的恒電流充放電曲線和CV曲線。由活性炭制成的新型儲能產(chǎn)品的比電容在5000次恒電流充放電循環(huán)后仍保持初始電容的約90%。

  圖3:(a)組裝好的活性炭儲能裝置的Ragone圖。(b)活性炭電容器的長期循環(huán)性。(c)電容器裝置在5000次循環(huán)前后的GCD曲線。(d)電容器裝置在第5000個GCD測量周期前后的CV曲線。

  我們成功地通過水熱技術(shù)制備多孔氧化鎳納米薄片,然后在三個不同溫度下煅燒制成儲能裝置正極。而活性炭作為負(fù)極制成新型儲能產(chǎn)品(超級電容器)在1Ag-1下表現(xiàn)出105Fg-1的高電容,并且還表現(xiàn)出優(yōu)異的可循環(huán)性。此外,電容器裝置在800W/kg-1的功率密度下顯示出52.4Wh/kg-1的重量能量密度。結(jié)果表明,活性炭和多孔氧化鎳納米薄片是具有可行應(yīng)用的超高性能超級電容器的優(yōu)良電極材料。

文章標(biāo)簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質(zhì)活性炭,木質(zhì)活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

本文鏈接:http://www.lqzzx.com/hangye/hy1086.html

查看更多分類請點擊:公司資訊    行業(yè)新聞    媒體報導(dǎo)    百科知識