Abstrakt

Hierarchisches Ni-Mn-Doppelschicht-/Graphenoxid mit ausgezeichneter Energiedichte für hochkapazitive Superkondensatoren

Gopal Krishna Gupta1, Kaushik K. Shandilya2*

In diesem Artikel wurde ein hochkapazitives Verbundelektrodenmaterial aus Nickel-Mangan-Doppelschicht/Graphenoxid (NiMn-LDHs/GO) zur Energiespeicherung in Superkondensatoren synthetisiert. Zur Charakterisierung der synthetisierten NiMn-LDHs/GO wurden verschiedene Analysetechniken eingesetzt, darunter Röntgenbeugung (XRD), Raman-Spektroskopie, hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM). Die mithilfe der HRTEM-Analyse erhaltenen mikroskopischen Bilder zeigen deutlich die Bildung eines Gitterstreifenmusters (Gitterabstand von ~0,22 nm) für GO, während SEM-Bilder eine hochporöse Beschaffenheit zeigen.

Die superkapazitive Leistung des synthetisierten Elektrodenmaterials wurde mithilfe einer elektrochemischen Arbeitsstation mit einem 3-Elektrodensystem bewertet. Die Arbeitselektrode, die aus NiMn-LDHs/GO (aktives Material) auf Ni-Folie (Arbeitselektrode) mit Hilfe von PVDF (Bindemittel) besteht, hat mit der galvanostatischen Lade-/Entladetechnik (GCD) eine spezifische Kapazität von 1964 Fg-1 bei einer Stromdichte von 1 Ag-1 gezeigt. Sie hat außerdem eine bemerkenswerte Zyklenstabilität mit einer Kapazitätsbeibehaltung von 96 % nach 5000 Zyklen gezeigt. Die hohe Leistungsdichte (401 Wkg-1) und Energiedichte (17,78 Whkg-1) weisen auf das hervorragende Verhalten elektrochemischer Superkondensatoren in Ladungsspeicheranwendungen hin.