← 返回
原位生长Fe-MOFs于单壁碳纳米角基质中合成分级Fe2O3@C/SWCNH复合材料用于超级电容器
In situ growth of Fe-MOFs in the matrix of single-walled carbon nanohorns to synthesize hierarchical Fe2O3@C/SWCNH composite for supercapacitors
| 作者 | Yurong Liu |
| 期刊 | Journal of Materials Science: Materials in Electronics |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 36.0 卷 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 GaN器件 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | Fe2O3@C/SWCNH复合材料 溶剂热法 高温煅烧 铁基金属有机框架 超级电容器 |
语言:
中文摘要
通过溶剂热法结合高温煅烧工艺,在单壁碳纳米角(SWCNHs)基质中原位生长铁基金属有机框架(Fe-MOFs),成功合成了分级结构的Fe2O3@C/SWCNH复合材料。与Fe2O3@C、SWCNHs以及先前报道的Fe2O3/C基电极材料相比,该Fe2O3@C/SWCNH复合材料表现出更优异的电化学性能,在0.5 A/g的电流密度下比电容高达293.9 F/g,并展现出优良的倍率性能。在1 A/g的电流密度下进行1000次充放电循环后,仍保持80.6%的初始比电容,表现出良好的长期循环稳定性。优异的电化学性能归因于复合材料的分级多孔结构,以及源自SWCNHs和Fe2O3@C的电双层电容与赝电容之间的协同效应,使Fe2O3@C/SWCNH复合材料成为储能应用中极具前景的候选材料。
English Abstract
The hierarchical Fe 2 O 3 @C/SWCNH composite has been synthesized through in situ growth of iron-based metal organic frameworks (Fe-MOFs) in the matrix of single-walled carbon nanohorns (SWCNHs) using solvothermal method and high temperature calcination process. Compared with Fe 2 O 3 @C, SWCNHs, and previously reported Fe 2 O 3 /C-based electrode materials, Fe 2 O 3 @C/SWCNH composite displays superior electrochemical performance, exhibiting a high specific capacitance of 293.9 F/g at the current density of 0.5 A/g and superior rate capability. After 1000 cycles of charge–discharge cycles at the current density of 1 A/g, 80.6% of the specific capacitance is retained, showing good long-term cycling stability. The excellent electrochemical performance is attributed to the hierarchical porous structure of the composite, and synergistic effect of electrical double-layer capacitor and pseudocapacitor arising from SWCNHs and Fe 2 O 3 @C, enabling Fe 2 O 3 @C/SWCNH composite a promising candidate for energy storage applications.
S
SunView 深度解读
该分层Fe2O3@C/SWCNH复合材料技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其293.9 F/g高比电容和80.6%循环稳定性可启发ST系列PCS和PowerTitan储能系统的电容器件优化,提升功率缓冲性能。分层多孔结构实现双电层电容与赝电容协同效应的设计思路,可应用于直流支撑电容和滤波电容改进,增强系统动态响应能力。该材料合成方法为储能系统关键无源器件的性能提升提供新方向,有助于提高PCS功率密度和延长设备使用寿命。