找到 37 条结果
水热合成掺钕Co3O4纳米结构作为超级电容器电极
Hydrothermally synthesized neodymium-doped Co3O4 nanostructures as electrode for supercapacitor applications
Princess Nourah Bint Abdulrahman University (Grant No. PNURSP2025R378). The Deanship of Research · Graduate Studies at King Khalid University is greatly appreciated for funding this work through Large Research Project under grant number RGP2/235/46. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
各种可再生能源转换技术的进步推动了对高效能量存储系统的投资。过渡金属氧化物被广泛用作超级电容器应用中的电极材料；然而，仍存在一些局限性，包括比表面积小、导电性差等问题。然而，掺杂被认为是一种有效克服过渡金属氧化物局限性的方法。本研究采用水热合成法，通过掺入不同量的钕离子（Nd3+）来提升Co3O4的电容性能。利用多种技术手段对所制备材料的物理化学结构进行了表征。此外，在1 A/g电流密度下进行的恒电流充放电（GCD）分析表明，掺杂5.0 mol% Nd3+的Co3O4纳米颗粒表现出优异的电容保持...
解读: 该钕掺杂Co3O4超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其1398 F/g比电容和95.45%容量保持率可启发ST系列PCS的直流侧储能优化,特别适用于PowerTitan系统的功率缓冲单元和充电桩的峰值功率支撑模块。水热合成法制备的纳米结构材料可改善储能变流器母线电容性能,缩短响应时间...
一种无电池的太阳能采集前端系统：用于单个太阳能电池供电多个物联网节点的系统级视角
A Battery-Less Energy Harvesting Front-End for Powering Multiple IoT Nodes Using Single Solar Cell: A System-Level Perspective
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文针对利用单个太阳能电池为多个自持续物联网（IoT）节点供电，开发无电池光伏能量收集前端提出了系统级考量。该系统架构第一级包含一个最大功率点跟踪转换器，第二级为单电感多输出（SIMO）转换器。超级电容器作为存储元件，取代了对环境有害的电池，满足了物联网节点在短时间活跃运行期间的瞬时高功率需求。开发了两种SIMO转换器拓扑以满足物联网节点的不同需求：拓扑一，即基于升降压的SIMO转换器；拓扑二，即基于降压的SIMO转换器。采用180纳米互补金属氧化物半导体（CMOS）技术将完整的无电池能量收集前...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无电池光伏能量采集技术呈现出与我司分布式光伏和储能系统业务的潜在协同价值。该方案采用MPPT+SIMO双级架构，通过单个光伏电池为多个物联网节点供电，用超级电容替代化学电池，这与我司在清洁能源领域的战略定位高度契合。 技术价值方面，该系统解决了分布式物联网设备供电的关...
通过掺杂策略增强水热法制备的钡掺杂CoSnO3的电容特性
Enhancing the capacitive features of hydrothermally developed Ba-doped CoSnO3 through doping strategy
Not Applicable. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
污染和能源危机是当前面临的严重问题，迫切需要可持续且经济的储能技术。在本研究中，采用水热法合成了钡掺杂的钙钛矿型钴锡氧化物（CoSnO3），并将其用作超级电容器的电荷存储介质。通过Brunauer-Emmett-Teller（BET）分析、X射线衍射（XRD）技术、恒电流充放电（GCD）以及循环伏安法（CV）分别对样品的物理和电化学性能进行了研究。由钡掺杂CoSnO3构成的电极表现出明显的法拉第行为，在1 A/g的电流密度下实现了1006.21 F/g的比电容，而未掺杂的纯CoSnO3则仅表现出...
解读: 该钡掺杂钴锡氧化物超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究显示掺杂策略可将比电容从471.52 F/g提升至1006.21 F/g,充电转移电阻降至0.65Ω,这为ST系列PCS和PowerTitan储能系统的混合储能架构提供了新思路。超级电容器的高功率密度特性可与锂电池互补,优化储能...
一种用于直流微电网的多层级家庭能源管理系统
A Multi-Level Home Energy Management System (HEMS) for DC-Microgrids
Xin Lin · Ramon Zamora · Yazhou Jiang · Gang Chen 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
为在太阳能与负荷预测不确定性下兼顾用户舒适度并降低运行成本，本文提出一种系统级与本地级协同的分层式家庭能源管理系统（HEMS）。系统级采用模型预测控制，结合长期与短期优化调度电池和超级电容器，降低运行成本并提升舒适度；短期层修正调度偏差并保障混合储能安全运行。本地级实现直流电压恢复、功率分配及电池荷电状态均衡。超级电容器用于补偿瞬态功率，减缓电池老化。实验结果表明，相比现有方法，该方法可显著降低系统运行成本。
解读: 该多层级HEMS架构对阳光电源ST系列储能系统和家庭ESS集成方案具有重要应用价值。其分层控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统的能量管理：系统级MPC优化可集成至iSolarCloud云平台实现长短期调度协同，本地级控制可嵌入ST储能变流器实现直流母线电压稳定与功率分配。混合储能架构（电...
源自厨余垃圾的石墨烯和碳点在金属氧化物纳米复合材料中的超级电容器应用
Kitchen waste-derived graphene and carbon dots in metal oxide nanocomposites for supercapacitor applications
Swati Chaudhary · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
快速的经济增长以及便携式电子市场的迅猛扩张，导致对清洁、先进能源存储与转换技术的巨大需求。本研究报道了一类简单、环保且成本低廉的纳米复合材料的合成，该材料由二氧化锰（MnO）、从洋葱皮（OP）中天然提取的石墨烯纳米片以及从萝卜中天然提取的碳点（CDs）组成，分别记为MnO/OP和MnO/CD。这些纳米复合材料通过一种经济高效且环境友好的水热法合成，所用碳质材料来源于厨余垃圾，符合绿色化学原则。形貌表征结果表明，碳颗粒均匀地负载在MnO表面。采用三电极体系进行了电化学性能测试，包括循环伏安法、恒电...
解读: 该厨余废弃物衍生碳材料复合超级电容器技术对阳光电源储能系统具有前瞻参考价值。MnO/CD纳米复合材料展现的812.8 Fg⁻¹高比电容和优异循环稳定性,可为ST系列PCS和PowerTitan储能系统的混合储能拓扑提供技术启发。其低成本、环保的水热合成路径与绿色制造理念契合,可探索应用于储能系统辅助...
植物介导的氧化锌纳米颗粒绿色合成及其作为高比电容超级电容器电极的应用
Plant mediated-green synthesis of ZnO nanoparticles as a high capacitance electrode for supercapacitor applications
No Funding was received for this work. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
由于其成本低廉且环境友好，通过绿色方法合成的超级电容器电极在能量存储应用中受到广泛关注。由于具备多种优异的物理化学特性，氧化锌（ZnO）已成为超级电容器领域中的特种功能材料。本研究采用共沉淀法结合热退火工艺，成功制备了纯ZnO纳米颗粒（ZnO NPs）以及添加香橼（Citron, CT）果皮提取液的ZnO纳米颗粒（ZnO–CT NPs）。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱分析（EDAX）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）以及紫外-可见漫...
解读: 该植物介导绿色合成ZnO纳米材料超级电容器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要参考价值。ZnO-CT电极实现2032 F/g比电容和90%循环稳定性,为储能系统功率型应用提供新思路。其绿色制备工艺与快速充放电特性可启发混合储能方案优化,特别适用于充电站削峰填谷和电网...
具有增强的光辅助能量存储性能的CuS/SnS2异质结
The CuS/SnS2 heterojunction with enhanced photo-assisted energy storage performances
Huifang Hao · Sheng Lai · Jiangfeng Song · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
作为一种新型能量存储系统，将赝电容材料与光敏半导体结合构建异质结被认为是构筑先进超级电容器的一种有前景的策略。在复合材料的设计中，如何利用异质结同时实现高比电容和优异的光响应活性具有重要意义。尽管SnS2是一种兼具上述两种优势的材料，但由于光生载流子容易发生复合，目前尚未有关于其在光辅助电容性能方面增强行为的报道。本文通过两步水热法在碳布上制备了一种CuS/SnS2复合材料（CuS/SnS2@CC），并将其作为无粘结剂的光电极用于光辅助电化学储能应用。结果表明，构建CuS/SnS2 p-n型异质...
解读: 该CuS/SnS2异质结光辅助储能技术为阳光电源储能系统提供创新思路。其p-n型异质结抑制光生载流子复合、提升17.4%充电容量的机制,可启发ST系列PCS与PowerTitan储能系统在光储一体化场景的协同优化设计。该赝电容材料在可见光下比电容提升10.7%的特性,对开发具备光响应增强功能的储能单...
电沉积电位对聚吡咯薄膜在超级电容器应用中的影响
The effect of electrodeposition potential on the polypyrrole films for supercapacitors application
Noureddine Boumaza · Abdelfetteh Sayah · Assia Tounsi · Leila Lamiri 等6人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
聚吡咯（PPy）在能量存储领域的应用已被广泛研究和利用，尤其是在电化学超级电容器中，因其易于合成且具有显著的赝电容特性。在本研究中，我们探讨了电沉积电位如何影响聚吡咯薄膜的电化学特性。采用多种施加电位（1 V、1.1 V 和 1.2 V vs. SCE），通过计时电流法在含有0.01 M吡咯单体的电解液（0.1 M LiClO₄/CH₃CN）中，在掺铟氧化锡（ITO）基底上电沉积聚吡咯薄膜，持续时间为180秒。所有制备的薄膜均通过多种技术进行表征，包括扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱...
解读: 该聚吡咯薄膜电化学沉积研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究揭示通过优化电沉积电位(1.1V最优)可使比电容提升至125.33 F/g,为ST系列PCS和PowerTitan储能系统中超级电容器模块的性能优化提供理论依据。该技术可应用于储能系统的功率缓冲单元,提升瞬态响应能力和循环寿命,同时为...
基于菖蒲制备未掺杂及杂原子掺杂活性炭用于超级电容器应用
Preparation of undoped and heteroatom-doped activated carbon derived from _Acorus Calamus_ for supercapacitor applications
Lakshman Neelakantan · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
一类称为“活性炭”（AC）的碳材料由于在超级电容器（SC）等可再生能源存储技术领域表现出优于其他商用碳材料的性能，因而受到广泛关注。特别是来源于生物质的活性炭，因其可调控的物理化学性质、低成本的原材料以及广泛的自然资源而展现出巨大潜力。本文通过简单的水热法制备了由菖蒲（Sweet flag, Acorus Calamus）衍生的 hierarchical 多孔碳材料，并采用不同质量分数（30%、40%和50%）的活化剂（氢氧化钾—KOH）及杂原子源（硫脲）进行处理。本研究还旨在探讨未掺杂与氮/硫...
解读: 该生物质活性炭超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究中420 F/g比电容和94%循环稳定性(5000次)的表现,可为ST系列PCS的直流侧超级电容模块提供低成本材料方案,特别适用于PowerTitan储能系统的功率缓冲单元。生物质基活性炭的可调孔结构与氮硫掺杂协同效应,可优化储能系...
适用于超级电容器应用的纳米氧化石墨烯/二氧化锰
GO/Mn3O4）纳米复合材料的制备与表征研究
Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
开发使用电化学能量存储（EES）的超高性能能源系统是21世纪工业面临的重要挑战。本文采用水热法制备了用于超级电容器应用的Mn3O4/纳米氧化石墨烯（GO）纳米复合电极材料，该方法可获得更安全、更高效且响应更快的电能系统材料。Mn3O4与氧化石墨烯电极的复合降低了其扩散特性，并增强了其电容行为。通过X射线衍射分析对材料的晶粒尺寸和晶体结构进行了测定。扫描电子显微镜（SEM）结果显示，纳米氧化石墨烯/Mn3O4半导体在太阳能电池、光电子及电子器件领域具有应用前景。采用循环伏安法在1 M KOH电解液...
解读: 该GO/Mn3O4纳米复合材料超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其139.95 Fg⁻¹比电容和优异循环伏安特性可应用于ST系列PCS的直流侧缓冲电容优化,提升PowerTitan储能系统的功率响应速度和循环寿命。纳米材料的宽频介电特性与GaN器件的高频开关特性协同,可为三电平拓扑和...
用于超级电容器应用的无粘结剂块茎状氢氧化钡薄膜
Binder-free tuberosa architectured barium hydroxide thin film for supercapacitor application
Abhishek Kumar Sahu · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
近年来，碱土金属在能量存储领域的应用引起了广泛关注。本研究采用连续离子层吸附与反应（SILAR）方法，在不锈钢（SS）基底上成功制备了Ba(OH)₂薄膜。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和原子力显微镜（AFM）对所制备的薄膜进行了表征。表面形貌分析表明，沉积在不锈钢上的Ba(OH)₂薄膜呈现出晚香玉（Polianthes tuberosa）状的微观结构。采用1 M Na₂SO₄电解质溶液，通过循环伏安法（C...
解读: 该氢氧化钡薄膜超级电容器技术对阳光电源储能系统具有前瞻参考价值。其402.8 C/g比容量和112 Wh/kg能量密度展示了碱土金属材料在快速充放电场景的潜力,可为ST系列PCS的峰值功率缓冲单元提供技术启发。SILAR无粘结剂制备工艺降低了内阻,其3400 W/kg功率密度特性适合PowerTit...
一步水热法合成带状堆叠g-C3N4纳米片用于高效超级电容器储能
One-pot hydrothermal synthesis of ribbon-stacked g-C3N4 nanosheets for high-efficiency supercapacitive energy storage
Author SG acknowledges the Savitri Bai Jyoti Rao Phule Fellowship for Single Girl Child (SJSGC) by the University Grants Commission (UGC). · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种富氮、热稳定性好且成本低廉的材料，具有优于传统碳基材料（如石墨烯）的优异电化学性能。其高氮含量和层状结构使其成为先进超级电容器电极材料的有力候选者。本研究采用热缩聚法和水热法合成了块体g-C3N4（BGCN）和片状g-C3N4（SGCN）。通过X射线衍射分析确认了BGCN与SGCN的结构有序性；傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱鉴定了关键官能团及振动模式；X射线光电子能谱提供了详细的元素组成和化学键合信息；扫描电子显微镜揭示了BGCN的块状特征以及SGCN独特的带状堆...
解读: 该石墨相氮化碳超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。SGCN材料展现的328 F/g比电容、96%循环稳定性(3000次)及低电荷转移电阻(12.97Ω),可为PowerTitan储能系统和ST系列PCS的功率缓冲单元提供高功率密度解决方案。其快速充放电特性适用于电网调频和削峰填谷场景,...
核壳结构NiMoO4@g-C3N4/RGO纳米阵列用于高性能超级电容器
Core–shell assembly of NiMoO4@g-C3N4/RGO nanoarrays as for high-performance supercapacitors
Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
采用简便的水热法在镍泡沫上成功合成了核壳结构NiMoO4@g-C3N4/RGO（NMGR）纳米复合材料阵列，并将其应用于超级电容器性能评估，表现出显著提升的电化学性能。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）以及比表面积（BET）等技术对NiMoO4@g-C3N4/RGO核壳结构进行了表征。该电极材料在1 A g⁻¹电流密度下展现出1747 F g⁻¹的高比电容，即使在20 A g⁻¹的高电流密度下仍可保持1555 F g⁻...
解读: 该核壳结构超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。NiMoO4@g-C3N4/RGO材料展现的1747 F/g比电容、42.4 Wh/kg能量密度及10000次循环97.4%容量保持率,可启发ST系列PCS的混合储能优化设计。其快速充放电特性(20 A/g高倍率)适用于PowerTitan...
一种基于FeS–MgO复合材料超级电容器的新型电化学刺激方法
A novel approach employing electrochemical stimulation based on synthesis of FeS–MgO composites supercapacitor
Dost Muhammad · Sohail Ahmad · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
当前能源环境下，快速工业扩张引发的能源危机日益加剧，使得开发先进的储能系统成为必要。基于过渡金属硫化物的氧化物因其优异的导电性和储能能力，成为超级电容器（SC）阴极材料的理想选择。本研究采用简单的水热合成法和湿化学法设计并制备了FeS/MgO复合纳米颗粒。与所制备的MgO纳米球（87 Fg⁻¹）和FeS纳米片（90 Fg⁻¹）相比，基于FeS/MgO复合纳米颗粒的电极在1 Ag⁻¹电流密度下表现出高达350 Fg⁻¹的比容量。此外，由于其协同效应、高比表面积、丰富的活性位点以及分级结构，FeS/...
解读: 该FeS-MgO复合超级电容器技术展现出350 Fg⁻¹的超高比容量和32.7 Wh/kg能量密度,对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。其2000次循环后86%容量保持率可启发我们优化储能系统的功率缓冲单元设计,特别适用于工商业光伏场景中的高频充放电应用。复合材料...
己二胺辅助的氧化锌纳米颗粒表面改性用于介电性能调控及增强非对称超级电容器器件性能
Hexanediamine-assisted surface modification of ZnO nanoparticles for dielectric property tailoring and enhanced asymmetric supercapacitor device performance
The Chairman · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
开发兼具优异介电性能和电化学性能的多功能纳米材料，对于推动现代电子技术和储能技术的发展至关重要。本研究合成了己二胺功能化的氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs），并对其进行了系统性研究。氧化锌纳米颗粒成功地与1,6-己二胺进行了表面功能化，综合分析证实了其结构、光学、化学和形貌特性的改变，验证了功能化过程的有效性。PXRD结果表明，包覆后样品的结晶度提高且晶粒尺寸增大；FTIR谱图通过特征性的NH和CH2振动峰证实了胺基的成功接枝。光学研究表明，由于量子限域效应，包覆后的ZnO纳米颗粒在吸收光谱中表现...
解读: 该六亚甲基二胺改性ZnO纳米材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其优异的介电性能(1MHz下介电常数达115)可优化ST系列PCS的功率器件绝缘设计,提升SiC/GaN模块的散热与电气性能。非对称超级电容器展现的81%容量保持率(15000次循环)和10.94mWh/cm²能量密度,可为Po...
MXenes与导电聚合物的协同集成以提升不对称超级电容器的比电容
Synergistic Integration of MXenes with Conducting Polymers to Enhance the Specific Capacitance of Asymmetric Supercapacitors
Muniba Ahmad · Ahmed Shuja · Imran Murtaza · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
MXenes（Ti3C2Tx）是一类新型二维（2D）材料，因其优异的溶液加工性、本征金属导电性以及出色的能量存储能力，已成为超级电容器电极材料的有力候选者。然而，MXenes的自堆叠现象和层间相互作用限制了其电化学性能的发挥。为克服这些固有缺陷并进一步提高导电性，研究人员采用MXenes与导电聚合物构成的二元及三元复合材料来开发柔性不对称超级电容器。在这些超级电容器中，MXene、MXene-PANI和MXene-PANI-PEDOT:PSS用作正极材料，而pBOA则作为负极材料。使用MXene...
解读: 该MXene复合导电聚合物超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其279 F/g比电容和13 Wh/kg能量密度可应用于ST系列PCS的直流侧快速功率缓冲模块,配合SiC器件实现毫秒级功率响应。三元复合材料的低等效串联电阻(27.19Ω)特性可优化PowerTitan储能系统的峰值功率输...
基于氧化还原活性NiO和ZnO掺杂的二元PPy/PANI聚合物基体超级电容器的电化学研究
Electrochemical investigations on redox-active NiO and ZnO incorporated binary PPy/PANI polymer matrices for supercapacitors
Priyanka Elumalai · Julie Charles · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
高效储能器件日益增长的需求持续推动研究人员设计高性能超级电容器。在本研究工作中，我们报道了两种不同的聚吡咯/聚苯胺（PPy/PANI）基三元电极——NiO/PPy-PANI和ZnO/PPy-PANI之间全面的电化学对比。这些三元纳米复合材料通过一步化学氧化聚合法有效制备。采用XRD、FTIR、FESEM和XPS分析手段验证了NiO和ZnO成功嵌入PPy/PANI聚合物基体中。进一步地，将所制备的NiO/PPy-PANI和ZnO/PPy-PANI纳米材料作为电极，在1 M KOH电解液中使用三电极...
解读: 该NiO/PPy-PANI三元纳米复合材料超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其430 F/g比电容、15 Wh/kg能量密度及2500次循环后72%容量保持率,可为ST系列PCS的直流侧储能优化提供混合储能方案思路。低ESR值(2.12 Ω)特性适合PowerTitan系统的功率型应...
第 2 / 2 页