Experimental and theoretical realization of an advanced bifunctional 2D δ-MnO2 electrode for supercapacitor and oxygen evolution reaction via defect engineering

材料科学 密度泛函理论 塔菲尔方程 超级电容器 过电位 空位缺陷 析氧 电容 化学物理 纳米技术 化学工程 电化学 电极 物理化学 化学 计算化学 结晶学 工程类
作者
Rutuparna Samal,Manikandan Kandasamy,Brahmananda Chakraborty,Chandra Sekhar Rout
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier]
卷期号:46 (55): 28028-28042 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2021.06.054
摘要

Modulating the intrinsic physicochemical properties of crystalline 2D materials by dint of defect engineering largely enables multi-functionality. Uniform thin layered nanosheets further self-assembled at micro scale forming embossing structures of δ-MnO2 were fabricated by microwave irradiation technique. The irradiation of UV/O3 impacts incorporation of oxygen vacancy into the pristine system. Furthermore, detailed structural, morphological, surface analytical and electrochemical investigations evidenced outstanding energy storage and conversion activities. The asymmetric device δ-MnO2-UVT//F-MWCNT with an extended potential window 1.5 V, exhibited maximum energy density of 39 Wh/kg at a power density of 468.75 W/kg. The defect structural design exhibited excellent electrocatalytic OER activity with lowest overpotential (η20, 300 mV) and Tafel slope (71 mV/dec). The efficiency and stability of the illuminated material showed outstanding performances. To support our experimental findings, we have presented the electronic structures and quantum capacitance for pristine δ-MnO2 and δ-MnO2 with O vacancy employing Density Functional Theory (DFT) simulations. Presence of O vacancy makes a semi-conducting to metallic transition. The oxygen vacancies delocalize the neighboring electrons around the low coordinated Mn atoms and these delocalized electrons can be easily moved into the conduction band resulting improved conductivity in the material. In addition, the computed quantum capacitance tendency is as follows, δ-MnO2-UVT > δ-MnO2 which associates with the experimental supercapacitance behaviour of these systems.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
飘逸访蕊发布了新的文献求助10
1秒前
乐乐完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
Klay完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
大王完成签到,获得积分10
6秒前
爱听歌凡阳完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
lzz完成签到,获得积分10
8秒前
李健应助蓝莓皇后采纳,获得30
8秒前
楚寅完成签到 ,获得积分10
9秒前
飘逸访蕊完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
Genger发布了新的文献求助30
11秒前
Hathaway发布了新的文献求助30
11秒前
给钱谢谢发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
口口山石发布了新的文献求助10
12秒前
Jessie完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
可爱的函函应助xxm采纳,获得10
13秒前
13秒前
FashionBoy应助yuu采纳,获得10
16秒前
chromium22完成签到,获得积分10
16秒前
Pam发布了新的文献求助30
16秒前
顺利道消发布了新的文献求助10
16秒前
王舍予完成签到,获得积分10
16秒前
热心凡雁完成签到,获得积分10
16秒前
111发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
20秒前
Hello应助yao采纳,获得10
20秒前
留白完成签到 ,获得积分10
21秒前
冰河完成签到 ,获得积分10
21秒前
给钱谢谢完成签到,获得积分10
22秒前
甘川完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
情怀应助迷路的初柔采纳,获得10
25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 Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Alloy Phase Diagrams 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 891
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5425164
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4539269
关于积分的说明 14166518
捐赠科研通 4456411
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2444204
邀请新用户注册赠送积分活动 1435224
关于科研通互助平台的介绍 1412564