Exploring supercapacitance of solvothermally synthesized N-rGO sheet: role of N-doping and the insight mechanism

材料科学 尿素 石墨烯 堆积 超级电容器 电流密度 氮气 化学工程 电极 纳米技术 电容 氧化物 兴奋剂 化学 冶金 光电子学 有机化学 物理 工程类 物理化学 量子力学
作者
Ankit Yadav,Rajeev Kumar,Balaram Sahoo
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:24 (2): 1059-1071 被引量:19
标识
DOI:10.1039/d1cp03694g
摘要

We demonstrate the method of achieving excellent supercapacitance in nitrogen-doped reduced graphene oxide (N-rGO) sheets by controlling the amount of N-content through the use of different ratios of GO and urea during solvothermal synthesis. Here, urea plays a dual role in reducing GO and simultaneously doping nitrogen into the GO flakes forming exfoliated N-rGO sheets. The nitrogen content in N-rGO samples rises with an increase in the amounts of urea and saturates at a value of ∼14% for the GO : urea ratios beyond 1 : 8. The obtained N-rGO sheets with ∼ 5% N-content (obtained for GO : urea ratio of 1 : 3) were demonstrated as excellent supercapacitor materials. Using a 3-electrode setup, the maximum specific capacitance obtained for this sample was 514 F g-1 at a current density of 0.5 A g-1 (mass normalized current). The insights into the origin of this excellent supercapacitive behavior are explained through our results on optimum N-content, the relative amount of different N-environments, defects/disorders, and the degree of reduction of GO. Importantly, a proper stacking of rGO sheets with moderate N-content (∼5-6%) and a moderate amount of defects is the key to achieve high specific-capacitance. Furthermore, our 2-electrode device demonstrates the excellence of our samples with a Csp of 237 F g-1, a power density of 225 W kg-1, and an energy density of 6.7 W h kg-1 at 0.5 A g-1, exhibiting a high cyclic constancy with high capacitive retention of ∼ 82% even after 8000 cycles. Hence, our work provides a way to control the properties of N-rGO in achieving excellent supercapacitive performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
zcx发布了新的文献求助30
1秒前
墨白白完成签到,获得积分10
1秒前
gaowan完成签到 ,获得积分10
2秒前
Ruirui发布了新的文献求助10
3秒前
蝶步韶华发布了新的文献求助10
5秒前
李明发布了新的文献求助10
7秒前
无花果应助啦啦采纳,获得10
8秒前
闾丘笑卉完成签到 ,获得积分10
9秒前
hulin_zjxu完成签到,获得积分10
10秒前
future完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
谦让友绿完成签到,获得积分10
14秒前
爆米花完成签到,获得积分10
14秒前
TK发布了新的文献求助10
14秒前
丁dd发布了新的文献求助10
16秒前
whh发布了新的文献求助10
16秒前
zs完成签到,获得积分10
17秒前
starofjlu应助小海豚采纳,获得20
18秒前
赵文悦完成签到,获得积分10
18秒前
听风完成签到,获得积分10
20秒前
qwwhu完成签到,获得积分10
20秒前
Ava应助茁壮成长的兰顺采纳,获得10
21秒前
Ruirui完成签到,获得积分10
22秒前
511完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
何1完成签到,获得积分20
23秒前
whr完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
传奇3应助李李李采纳,获得10
23秒前
zhu完成签到,获得积分20
24秒前
鲜艳的访风完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
星辰大海应助TK采纳,获得10
26秒前
咕噜咕噜发布了新的文献求助10
26秒前
小二郎应助pengzh采纳,获得10
26秒前
zcx完成签到,获得积分10
27秒前
zhu发布了新的文献求助30
27秒前
烟花应助多吃一口芝士采纳,获得10
28秒前
啦啦发布了新的文献求助10
29秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Востребованный временем 2500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3461239
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3054973
关于积分的说明 9045828
捐赠科研通 2744888
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1505722
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 695812
邀请新用户注册赠送积分活动 695233