Modulating charge storage mechanism of cobalt-tungsten nitride electrodes using in situ formed metal-p-n heterojunction for ultrahigh energy density supercapattery

材料科学 异质结 电极 介电谱 储能 电化学 光电子学 化学工程 纳米技术 冶金 物理化学 功率(物理) 量子力学 物理 工程类 化学
作者
Selvaraj Seenivasan,Amarnath T. Sivagurunathan,Do‐Heyoung Kim
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:70: 103482-103482 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2024.103482
摘要

Supercapatteries combine both diffusion-controlled and capacitive charge storage mechanisms to simultaneously deliver exceptional power density and energy density. Though developing materials that combine both charge storage mechanisms for use as supercapattery electrodes is difficult, one solution has been to modify a material that inherently has one of these mechanisms so that it also exhibits the other form of charge storage. In the present study, we modulate the electrochemical reconstruction of a W5N4 electrode to modify its charge storage from pure battery-type to pseudocapacitive, thus enhancing its specific capacity and cyclic stability. This modulation was carried out by embedding Co in W5N4 (Co-W5N4), leading to the formation of W and N-doped Co(OH)2 as an active phase and producing a high specific capacity of 2211 C g−1 at 2 A g−1. The incorporation of a thin layer of TiO2 (Co-W5N4/TiO2) through atomic layer deposition minimized tungsten dissolution during reconstruction, thus generating in-situ a dynamic metal–p-n junction heterostructure (Co-W5N4||Co(OH)2||TiO2) that modulated the charge flow, achieving high-rate capability (retaining 53.1% at 50 A g−1 compared to 2 A g−1) and cyclic stability (82.8% after 100,000 cycles at a high current density of 40 A g−1). As illustrated by operando electrochemical impedance spectroscopy and physicochemical analysis, the dynamic response of metal–p-n junction sustains the pseudocapacitive charge storage mechanism at high current rate. This study thus demonstrates the formation of metal-p-n heterojunction and describes its dynamic response under actual charge/discharge operating conditions, providing useful information for the design of energy storage electrodes and energy conversion catalysts.
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
shacodow完成签到,获得积分10
1秒前
小v完成签到 ,获得积分10
2秒前
WL完成签到 ,获得积分10
3秒前
1002SHIB完成签到,获得积分10
5秒前
byron完成签到 ,获得积分10
6秒前
jiunuan完成签到,获得积分10
7秒前
nihaolaojiu完成签到,获得积分10
10秒前
sheetung完成签到,获得积分10
12秒前
没心没肺完成签到,获得积分10
13秒前
卓初露完成签到 ,获得积分10
14秒前
夕阳下仰望完成签到 ,获得积分10
16秒前
麦田麦兜完成签到,获得积分10
19秒前
21秒前
dahafei发布了新的文献求助50
21秒前
鱼鱼鱼鱼完成签到 ,获得积分10
22秒前
淡然的芷荷完成签到 ,获得积分10
23秒前
Harlotte完成签到 ,获得积分10
27秒前
flippedaaa完成签到 ,获得积分10
32秒前
whitepiece完成签到,获得积分10
36秒前
可靠诗筠完成签到 ,获得积分10
50秒前
龙腾岁月完成签到 ,获得积分10
53秒前
1分钟前
过时的广山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
游01完成签到 ,获得积分0
1分钟前
hhh完成签到 ,获得积分10
1分钟前
cc完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
孙晓燕完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Hindiii完成签到,获得积分10
1分钟前
小山己几完成签到,获得积分10
1分钟前
周全完成签到 ,获得积分10
1分钟前
chcmy完成签到 ,获得积分0
1分钟前
1分钟前
飞翔的荷兰人完成签到,获得积分10
1分钟前
yolo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
qq发布了新的文献求助10
1分钟前
微笑襄完成签到 ,获得积分10
1分钟前
虚心岂愈完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Lina完成签到 ,获得积分10
1分钟前
爱撒娇的大开完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Terminologia Embryologica 500
Process Plant Design for Chemical Engineers 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5612035
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4696186
关于积分的说明 14890583
捐赠科研通 4731071
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2546115
邀请新用户注册赠送积分活动 1510425
关于科研通互助平台的介绍 1473310