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Nanotechnology2023May12Vol.34issue(30)

ZIF-67金属オーガニックフレームワーク(MOF)の高性能電極は、全固体状態のスーパーキャパシタ向けのレーザー誘導グラフェン(LIG)複合材料を搭載しています

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

この研究は、ゼオライトイミダゾレートフレームワーク(ZIF)とレーザー誘導グラフェン(LIG)の複合材料を合成するための容易で効率的な方法論を示しています。このZIF-67ロードされたLIGコンポジット(ZIF-67/LIG)は、その形態と構造のために適切に特徴付けられており、電気化学的性能が具体的に検討されています。スーパーキャパシタ(SCS)電極材料として、ZIF-67/LIGコンポジットは、固有の高気孔率、豊富な活性部位、ZIF-67の大きな特定の表面積、および優れた導電性3次元階層的多面的なネットワークにより、優れた電気化学パフォーマンスを示します。LIGが提供する構造。3電極システムでは、ZIF-67/ligコンポジット電極は、1 MA cm-2の電流密度1 m na2so4水分電解質の卓越した面積固有容量(CA)を表示します。(7.7 mf cm-2)。さらに、ZIF-67/LIGコンポジットは、すべての固体の平面マイクロスーパーカパシタ(MSC)に製造されています。このZIF-67/lig MSCは、38.1 mf cm-2の印象的な38.1 mf cm-2を示し、3000サイクル後の80.3%の容量容量保持の良好なサイクリング安定性、および5.29μWhcm-2atの高エネルギー密度を示します。0.1 mW cm-2の電力密度。すべての電気化学的結果は、調整されたZIF-67/LIGコンポジットがエネルギー貯蔵分野の候補者になる可能性があることを明確に明らかにしています。

この研究は、ゼオライトイミダゾレートフレームワーク(ZIF)とレーザー誘導グラフェン(LIG)の複合材料を合成するための容易で効率的な方法論を示しています。このZIF-67ロードされたLIGコンポジット(ZIF-67/LIG)は、その形態と構造のために適切に特徴付けられており、電気化学的性能が具体的に検討されています。スーパーキャパシタ(SCS)電極材料として、ZIF-67/LIGコンポジットは、固有の高気孔率、豊富な活性部位、ZIF-67の大きな特定の表面積、および優れた導電性3次元階層的多面的なネットワークにより、優れた電気化学パフォーマンスを示します。LIGが提供する構造。3電極システムでは、ZIF-67/ligコンポジット電極は、1 MA cm-2の電流密度1 m na2so4水分電解質の卓越した面積固有容量(CA)を表示します。(7.7 mf cm-2)。さらに、ZIF-67/LIGコンポジットは、すべての固体の平面マイクロスーパーカパシタ(MSC)に製造されています。このZIF-67/lig MSCは、38.1 mf cm-2の印象的な38.1 mf cm-2を示し、3000サイクル後の80.3%の容量容量保持の良好なサイクリング安定性、および5.29μWhcm-2atの高エネルギー密度を示します。0.1 mW cm-2の電力密度。すべての電気化学的結果は、調整されたZIF-67/LIGコンポジットがエネルギー貯蔵分野の候補者になる可能性があることを明確に明らかにしています。

This work demonstrates a facile and efficient methodology to synthesize a composite material of zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) and laser-induced graphene (LIG). This ZIF-67 loaded LIG composite (ZIF-67/LIG) has been adequately characterized for its morphology and structure, and its electrochemical performance has been specifically examined. As supercapacitors (SCs) electrode material, the ZIF-67/LIG composite exhibits superb electrochemical performance, owing to the inherent high porosity, abundant active sites, large specific surface area of ZIF-67, and the excellent conductive three-dimensional hierarchical porous network structure provided by LIG. In three-electrode system, ZIF-67/LIG composite electrode displays outstanding areal specific capacitance (CA) of 135.6 mF cm-2at a current density of 1 mA cm-2with 1 M Na2SO4aqueous electrolyte, which is far greater than that of pristine LIG (7.7 mF cm-2). Furthermore, the ZIF-67/LIG composite has been fabricated into an all-solid-state planar micro-supercapacitor (MSC). This ZIF-67/LIG MSC exhibits an impressiveCAof 38.1 mF cm-2at a current density of 0.20 mA cm-2, a good cycling stability of 80.3% capacitance retention after 3000 cycles, and a high energy density of 5.29μWh cm-2at a power density of 0.1 mW cm-2. All electrochemical results clearly manifest that as-prepared ZIF-67/LIG composite can be a candidate in energy storage field with exciting possibilities.

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