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Transparent supercapacitors with networked MXene on NiCo-layered double hydroxide

超级电容器 电容 氢氧化物 材料科学 储能 纳米技术 复合数 氧化铟锡 化学工程 光电子学 复合材料 化学 电极 电化学 图层(电子) 工程类 功率(物理) 物理化学 物理 量子力学
作者
Moo Young Jung,Chanyong Lee,Jihye Park,Ji‐Won Son,Yong Ju Yun,Yongseok Jun
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:490: 151556-151556 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.151556
摘要

This study investigates the growth mechanisms of NiCo-layered double hydroxide (LDH) electrodeposition on indium tin oxide (ITO) substrates, aiming to optimize thickness control for transparent supercapacitor applications. Despite the promising energy storage capabilities of NiCo-LDH, long-term cycle stability and transparency degradation due to irreversible redox reactions limit its applicability. To address these challenges, we introduced networked MXene nanosheets into the NiCo-LDH matrix, significantly enhancing electrochemical properties and cycle resilience while maintaining excellent transparency. Under optimized conditions, NiCo-LDH and MXene composites achieved an impressive areal capacitance of 136.9F cm−2 and retained 74.2 % capacitance even after 7000 charge–discharge cycles. Notably, the transparency of the composite remained strong at 80.1 %, outperforming NiCo-LDH without the networked MXene, which retained only 51.4 % transparency after the same cycles, thus indicating that the well-networked MXene nanosheets played a crucial role in improving electrical conductivity and charge-transfer efficiency across the electrode surface. The transparent symmetric supercapacitor developed, utilizing MXene-coated NiCo-LDH, demonstrated outstanding performance with an energy density of 2.23 µWh cm−2 at a power density of 120.00 µW cm−2. Moreover, it showcased an admirable capacitance retention of 85.9 % following 9000 charge–discharge cycles, underlining the robustness of the composites and efficiency for transparent supercapacitor applications. In conclusion, this research highlights the potential of NiCo-LDH/MXene composites for transparent supercapacitors. By carefully controlling thickness and optimizing MXene concentration, we effectively addressed durability and transparency challenges during extended charge–discharge cycles.
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