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Surface engineering of Co3O4 nanoribbons forming abundant oxygen-vacancy for advanced supercapacitor

超级电容器 空位缺陷 材料科学 纳米技术 氧气 曲面(拓扑) 光电子学 化学 电容 电极 结晶学 几何学 数学 物理化学 有机化学
作者
Qinghai Ma,Fang Cui,Jiajia Zhang,Xin Qi,Tieyu Cui
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier]
卷期号:578: 152001-152001 被引量:35
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2021.152001
摘要

Co 3 O 4 nanoribbons with abundant O vacancy acting as electrode exhibited excellent performance in energy storage. • 1D Co 3 O 4 NRs with abundant oxygen vacancy are successfully prepared. • The increased oxygen vacancy provides optimizes the electronic structure and further enhances the electrochemical performance. • R-Co 3 O 4 NRs exhibit high specific capacitance than the pristine Co 3 O 4 NRs. • ASC based on this electrode shows good rate capability and cycling performance. The development of high-efficiency metal oxide electrode materials with high reaction kinetics and excellent conductivity are a cutting-edge strategy to obtain high-performance energy storage devices. Forming oxygen vacancy on the surface of the metal oxide tune electronic structure is a feasible approach to boost the electroactive of metal oxides for supercapacitor. Herein, an effective solution reduction method is reported for tuning the electronic structure of Co 3 O 4 nanoribbons reacting with NaBH 4 to enhance the faradaic redox reaction for high electrochemical performance. The vacancy-rich defects can endow more electroactive sites and reduce the electrical resistance for the enhanced supercapacitor performance. Therefore, compared to pristine Co 3 O 4 (347.4 F g −1 ), the reduced Co 3 O 4 (R-Co 3 O 4 ) shows a high specific capacitance ( C s , 464.9 F g −1 ) and a reduced charge transfer resistance. The asymmetric supercapacitor (ASC, R-Co 3 O 4 // active carbon) exhibits an energy density of 18.6 Wh kg −1 at the power density of 400 W kg −1 and excellent cycling stability. Such a feasible approach realizes the electronic tuning by creating oxygen vacancy that provides sufficient active sites and activates the fast faradaic redox reaction with enhanced energy storage ability of redox-active electrode materials.
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