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RGO-Induced Flower-like Ni-MOF In Situ Self-Assembled Electrodes for High-Performance Hybrid Supercapacitors

超级电容器 材料科学 电解质 阳极 功率密度 电容 阴极 电化学 化学工程 电极 储能 纳米技术 电流密度 比能量 碳纤维 复合数 复合材料 功率(物理) 物理 工程类 物理化学 化学 量子力学
作者
Zhe Sun,Yao Wang,Lifei Yang,Jingshuai Liu,Houjuan Qi,Zhanhua Huang,Xiaolei Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (1): 584-593 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsami.3c14046
摘要

Currently, the primary bottlenecks that hinder the widespread application of supercapacitors are low energy density and narrow potential windows. Herein, the hybrid supercapacitor with high energy density and wide potential window is constructed via an in situ self-assembly method employing RGO-induced flower-like MOF(Ni). Benefiting from the synergistic effect between RGO and MOF(Ni), the interfacial interactions are effectively improved, and the contact area with the electrolyte is enhanced, which increases the ion transfer kinetics and overall electrochemical performance. The MOF(Ni)@RGO electrode exhibits a specific capacitance of 1267.73 F g–1 at a current density of 1 A g–1. Crucially, the assembled MOF(Ni)@RGO//BC with a broad potential window and good stability employing a MOF(Ni)@RGO anode and biomass carbon cathode, combined with a 2 M PVA-KOH gel-electrolyte, achieves a maximum energy density of 70.16 Wh kg–1 at a power density of 2200.09 W kg–1, outperforming most reported supercapacitors. This hybrid supercapacitor exhibits excellent stability and high energy density, providing a novel strategy for further large-scale applications.
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