Defect-engineered MnO2 nanoparticles by low-energy ion beam irradiation for enhanced electrochemical energy storage applications

辐照 材料科学 纳米颗粒 电导率 通量 电容 离子 背景(考古学) 电极 离子束 分析化学(期刊) 循环伏安法 储能 扩散 电化学 纳米技术 化学工程 光电子学 化学 热力学 古生物学 功率(物理) 物理 有机化学 物理化学 色谱法 核物理学 工程类 生物
作者
Basudeba Maharana,Manoj K. Rajbhar,Gopal Sanyal,Brahmananda Chakraborty,Rajan Jha,Shyamal Chatterjee
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier BV]
卷期号:464: 142868-142868 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2023.142868
摘要

With the increasing demand of energy storage devices various material prospects have been explored to enhance the performance, which include increasing surface area, creating surface defects, and enhancing the conductivity of the active electrode materials. In that context, we demonstrate enhancement of charge storage performance of MnO2 nanoparticles by low energy (5 keV) ion beam irradiation. The ion beam leads to alteration of morphology of the nanoparticles and introduces large-number of surface defects, which are also predicted by TRI3DYN simulation. The measurements show that overall electrical conductivity of the modified nanoparticles increases and there is a gain in specific surface area after ion irradiation. The charge storage properties of pristine and irradiated MnO2 nanoparticles were characterized in a standard three-electrode electrochemical cell. The cyclic voltammetry measurements were carried out for both the pristine and irradiated samples at different scan rates, and constant current charge-discharge curves were obtained at different normalized currents. It is observed that the sample, which was irradiated with an ion fluence of 3 × 1016 cm−2, yields enhanced charge storage properties with an almost 60% increase in the specific capacitance value than that of pristine sample. The stability test for both pristine and irradiated samples showed barely any loss of specific capacitance over 2000 cycles. The experimental data are qualitatively corroborated by density functional theory-based simulations for both the pristine and the ion beam modified MnO2 nanoparticles. It turns out that defected MnO2 shows metallic behaviour and thereby increases the conductivity, reduction of diffusion energy barrier and increase of charge transfer occur, which lead to the enhancement of the charge storage performance.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
雪雨夜心完成签到,获得积分10
刚刚
牛幻香完成签到,获得积分10
1秒前
kongchao008完成签到,获得积分10
1秒前
zlxxxx完成签到,获得积分10
2秒前
红箭烟雨完成签到,获得积分10
2秒前
怡然的梦之完成签到,获得积分10
3秒前
小太阳完成签到,获得积分10
3秒前
舒心易烟完成签到,获得积分10
5秒前
加油加油完成签到,获得积分10
5秒前
盛事不朽完成签到 ,获得积分0
5秒前
六金完成签到 ,获得积分10
5秒前
蓬荜生辉完成签到,获得积分10
5秒前
aaabbb完成签到,获得积分10
5秒前
君怀完成签到 ,获得积分10
6秒前
研友_Lw7MKL完成签到,获得积分10
6秒前
chan完成签到,获得积分20
7秒前
justfocus完成签到,获得积分10
7秒前
zain完成签到 ,获得积分10
7秒前
xukaixuan001发布了新的文献求助10
7秒前
江南逢李龟年完成签到,获得积分10
7秒前
年把月拥有完成签到,获得积分10
8秒前
lxj完成签到,获得积分10
9秒前
123完成签到,获得积分10
9秒前
栖琦完成签到,获得积分10
10秒前
天想月完成签到,获得积分10
11秒前
阿阿松松松松松完成签到,获得积分10
11秒前
wqwq69完成签到,获得积分10
11秒前
lanhl完成签到,获得积分10
12秒前
开放芝麻完成签到 ,获得积分10
12秒前
伊比利亚黑毛猪黑松露芝士火腿完成签到,获得积分10
12秒前
幸福千儿完成签到,获得积分10
13秒前
小熊软糖发布了新的文献求助10
14秒前
三水完成签到 ,获得积分10
14秒前
雨琴完成签到,获得积分10
15秒前
精明玲完成签到 ,获得积分10
16秒前
萱1988完成签到,获得积分10
16秒前
幸福的白开水完成签到,获得积分10
17秒前
沐倾城完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
大胆问枫完成签到 ,获得积分10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7065587
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8727162
关于积分的说明 18467428
捐赠科研通 6595871
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3125667
关于科研通互助平台的介绍 2221316
邀请新用户注册赠送积分活动 2101321