Investigating into the intricacies of charge storage kinetics in NbMn-oxide composite electrodes for asymmetric supercapacitor and HER applications

过电位 超级电容器 材料科学 氧化物 X射线光电子能谱 电极 复合数 化学工程 假电容 电化学 假电容器 纳米技术 化学 复合材料 冶金 物理化学 工程类
作者
Aviraj M. Teli,Sonali A. Beknalkar,Rutuja U. Amte,Pritam J. Morankar,Manesh A. Yewale,Vishal Burungale,Chan‐Wook Jeon,Harry Efstathiadis,Jae Cheol Shin
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:965: 171305-171305 被引量:34
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2023.171305
摘要

In this paper, we present an effortless hydrothermal method for depositing niobium and manganese composite oxides onto Ni-foam. The formation of the desired NbMn-oxide phase is confirmed by X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analytical tools. In the study, we systematically investigated the effect of varying Mn concentrations on the physicochemical properties and energy storage performance of the NbMn-oxide composite. The NbMn-oxide exhibited nanoplates assembled from sphere-shaped structures along with irregularly shaped rectangular blocks of nano/micro-structures, forming a porous framework. The electrode with an Mn concentration of 0.02 M displayed an areal capacitance of approximately 5987.8 mF/cm2 and an energy density of 0.13 mWh/cm2, even at a high current density of 10 mA/cm2. Additionally, the hydrogen evolution reaction (HER) performance of the NbMn-oxide composite electrode was evaluated and it exhibited an overpotential of 86 mV to achieve a current density of 10 mA/cm². The electrode also displayed stable performance for approximately 7 h, with only a slight increase in overpotential from − 0.218 to − 0.263 V against the reversible hydrogen electrode (RHE) during the stability test. The investigation of charge storage kinetics revealed the dominance of the diffusion process over the capacitive process, with the quasi-reversible redox reactions in the composite metal-oxides responsible for the high electrochemical performance. The assembled asymmetric supercapacitor device, utilizing NbMn-2 (positive) and activated carbon (negative) electrodes, demonstrated an impressive energy density of 0.20 mWh/cm2 at a power density of 3.75 mW/cm2, coupled with exceptional cyclability (97%). These findings highlight the potential of Nb-based composite electrodes for both supercapacitor and HER water-splitting applications and underscore their significant potential for electrochemical energy conversion and storage.
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
在水一方的应助被一勺白桃采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
科目三的应助被无名采纳,获得10
3秒前
4秒前
渡渡渡渡渡完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
雪碧完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
123发布了新的文献求助30
6秒前
我是老大的应助被荣sy采纳,获得10
7秒前
三三发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
阿童木完成签到,获得积分0
10秒前
zzh发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
晨烨完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
12秒前
风中怜雪发布了新的文献求助20
12秒前
12秒前
所所的应助被木木很累采纳,获得10
12秒前
yuanjingnan发布了新的文献求助10
13秒前
zhz发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
Yangon完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
鲤鱼初柳完成签到 ,获得积分10
17秒前
充电宝的应助被HOLLY采纳,获得10
17秒前
17秒前
上官若男的应助被胡运恒采纳,获得10
18秒前
18秒前
wangjie发布了新的文献求助10
18秒前
脑洞疼的应助被Dongshuxiang123采纳,获得10
18秒前
qwq发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
无名发布了新的文献求助10
19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
Energie-Contracting 1500
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Ecotourism 400
Genera Orchidacearum Volume 4: Epidendroideae 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8065290
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9487958
关于积分的说明 21344721
捐赠科研通 7633464
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3397471
关于科研通互助平台的介绍 2527542
邀请新用户注册赠送积分活动 2435476