Combined Experimental and Theoretical Insights into Energy Storage Applications of a VO2(D)–Graphene Hybrid

超级电容器 石墨烯 材料科学 电容 密度泛函理论 电极 氧化物 储能 纳米技术 光电子学 费米能级 化学工程 化学 计算化学 物理化学 热力学 物理 量子力学 工程类 电子 功率(物理) 冶金
作者
Swagatika Kamila,Brahmananda Chakraborty,Suddhasatwa Basu,Bikash Kumar Jena
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:123 (39): 24280-24288 被引量:33
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.9b03563
摘要

In this work, a rare VO2(D) phase plate-like structures and integrated with graphene [reduced graphene oxide (rGO)/VO2(D)] has been developed by facile hydrothermal route, explored their activity towards supercapacitor application and validated by the extensive ab initio simulations using density functional theory (DFT) study. After successful synthesis, the samples have been characterized by various techniques to know their crystal phase, surface morphology, and elemental composition. The energy storage performance of these electrode materials was studied by both symmetric and asymmetric supercapacitor devices. In a symmetric supercapacitor device, the hybrid material shows a high specific capacitance of 737 F g–1 at a scan rate of 1 mV s–1 and 244 F g–1 at a current density 1 A g–1 with an excellent cycle life of over 5000 cycles without any capacitance loss. Further, an asymmetric coin-cell supercapacitor device has been fabricated by using rGO as a negative electrode and the rGO/VO2(D) hybrid as a positive electrode. The energy storage performance was measured at a wide potential of 2 V, and the powering of a light-emitting diode has been demonstrated. The DFT simulations predict that the significant synergistic effect on enhanced capacitance can be attributed to orbital interactions and enhancement of electronic states near the Fermi level because of additional C 2p states from graphene.

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
roy发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
bb完成签到,获得积分10
2秒前
小蘑菇应助Yitianqi采纳,获得10
2秒前
gww发布了新的文献求助10
2秒前
zxx发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
小蘑菇应助pups采纳,获得10
3秒前
ZeSheng完成签到,获得积分10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
6秒前
YuanFeng发布了新的文献求助10
7秒前
Forever完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
zhao发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
刘淼完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
深情安青应助巍峨采纳,获得10
10秒前
科研小柠檬完成签到,获得积分10
10秒前
当代完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
wwf发布了新的文献求助10
12秒前
dl应助大方元风采纳,获得10
12秒前
JEEH发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
星期八发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
1233330发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
哈尼发布了新的文献求助10
15秒前
nature发布了新的文献求助10
16秒前
LioraLi发布了新的文献求助10
16秒前
大胆的以冬完成签到,获得积分10
16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
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Superabsorbent Polymers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5709417
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5194819
关于积分的说明 15256984
捐赠科研通 4862196
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2609928
邀请新用户注册赠送积分活动 1560336
关于科研通互助平台的介绍 1518058