High-performance energy storage hybrid supercapacitor device based on NiCoS@CNT@graphene composite electrode material

超级电容器 材料科学 石墨烯 电极 复合数 碳纳米管 硫化镍 纳米复合材料 储能 硫化钴 纳米技术 功率密度 硫化物 复合材料 电容 电化学 功率(物理) 冶金 量子力学 物理 物理化学 化学
作者
Muhammad Imran,Muhammad Waris,Rizwan Khan,Amir Muhammad Afzal,Muhammad Waqas Iqbal,M. Mumtaz,Ayman A. Ghfar,Asghar Ali,Sohail Mumtaz,Zahid Hussain
出处
期刊:Physica Scripta [IOP Publishing]
卷期号:98 (11): 115981-115981 被引量:10
标识
DOI:10.1088/1402-4896/ad02cb
摘要

Abstract The novel asymmetric supercapacitor, sometimes referred to as a ‘supercapattery,’ merges the favourable attributes of batteries, such as high energy density, with the exceptional cycle life and specific power of supercapacitors (SCs). In this study, carbon nanotubes and graphene were physically mixed with nickel cobalt sulfide (NiCoS), which was produced using a hydrothermal method. Using both a three-electrode and a two-electrode arrangement, the material’s electrical properties were carefully examined. The NiCoS@CNT@graphene composite exhibited a striking specific capacity (Qs) of 1814 C g −1 at 2 Ag −1 , within the three-electrode system. The NiCoS@CNT@graphene//AC composite hybrid device revealed outstanding Qs of 190 Cg −1 at 2 Ag −1 . Additionally, this material demonstrated an exceptional power density (P d ) of 2000 W kg −1 and a noteworthy E d of 40.5 Wh Kg −1 . The nanocomposite electrode showed remarkable capacity retention (CR ∼ 88%) after 5000 cycles, which was one of its most notable features, highlighting its long-term stability and potential for extensive usage. A viable strategy includes mixing transition metal sulfides with conductive carbon-based nanomaterials to produce high-performance energy storage devices with surpassed capabilities.
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