我院高效储能材料与器件课题组在超级电容器储能材料领域取得研究进展

发布者:苏彤发布时间:2021-04-17浏览次数:10

 过渡金属氧化物(TMOs)因其氧化态可变、成本低、制备方便等优点而受到人们的广泛关注。尤其是因其具有高理论电容值,使得 TMOs成为了最有前途的超级电容器电极材料之一。Co3O4因其理论比电容高达3560 F g-1而引起了广泛的研究兴趣。然而,Co3O4在实际应用中由于电子传递率低、反应过程中不可避免的团聚和体积膨胀/收缩,限制了Co3O4在能量、功率密度和循环寿命等方面的性能。

该研究采用不同于传统方法的两步热转化法来合成紧密排列的Co3O4/碳材料。通过在惰性气体中500℃下原位还原片状ZIF-67中的钴离子,并随后将金属钴纳米粒子温和氧化成Co3O4纳米粒子(NPs),获得了由Co3O4纳米粒子组成的交联纳米片结构(Co3O4@C-500)。这一策略有效地防止了ZIF-67纳米片直接氧化(Co@O)引起的结构坍塌和缺陷的形成。该材料在超级电容器的应用中展现出了优异的性能。

图Co3O4@C-500纳米片阵列的合成过程

该研究成果已在国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一区,影响因子10.652)发表,题目为“Highly stable Co3O4 nanoparticles/carbon nanosheets array derived from flake-like ZIF-67 as an advanced electrode for supercapacacitor”(链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129631),硕士研究生舒铁为第一作者,委福祥副教授为通讯作者。该研究得到了中国矿业大学未来优秀人才资助计划项目(No.2020WLJCRCZL059)和江苏省实践创新项目(SJCX20-0807)的支持。