Band Gap Engineering of Boron Nitride by Graphene and Its Application as Positive Electrode Material in Asymmetric Supercapacitor Device

材料科学 石墨烯 超级电容器 复合数 电极 氧化物 电容 电解质 氮化硼 纳米技术 化学工程 复合材料 工程类 物理化学 化学 冶金
作者
Sanjit Saha,Milan Jana,Partha Khanra,Pranab Samanta,Hyeyoung Koo,Naresh Chandra Murmu,Tapas Kuila
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:7 (26): 14211-14222 被引量:131
标识
DOI:10.1021/acsami.5b03562
摘要

Nanostructured hexagonal boron nitride (h-BN)/reduced graphene oxide (RGO) composite is prepared by insertion of h-BN into the graphene oxide through hydrothermal reaction. Formation of the super lattice is confirmed by the existence of two separate UV–visible absorption edges corresponding to two different band gaps. The composite materials show enhanced electrical conductivity as compared to the bulk h-BN. A high specific capacitance of ∼824 F g–1 is achieved at a current density of 4 A g–1 for the composite in three-electrode electrochemical measurement. The potential window of the composite electrode lies in the range from −0.1 to 0.5 V in 6 M aqueous KOH electrolyte. The operating voltage is increased to 1.4 V in asymmetric supercapacitor (ASC) device where the thermally reduced graphene oxide is used as the negative electrode and the h-BN/RGO composite as the positive electrode. The ASC exhibits a specific capacitance of 145.7 F g–1 at a current density of 6 A g–1 and high energy density of 39.6 W h kg–1 corresponding to a large power density of ∼4200 W kg–1. Therefore, a facile hydrothermal route is demonstrated for the first time to utilize h-BN-based composite materials as energy storage electrode materials for supercapacitor applications.
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