Electrochemical Capacitance of Ni-Doped Metal Organic Framework and Reduced Graphene Oxide Composites: More than the Sum of Its Parts

材料科学 石墨烯 超级电容器 氧化物 氧化还原 电化学 化学工程 复合数 电子转移 金属有机骨架 介电谱 电容 复合材料 无机化学 纳米技术 电极 物理化学 化学 冶金 吸附 工程类
作者
Parama Chakraborty Banerjee,Derrek E. Lobo,Rick Middag,Woo Kan Ng,Mahdokht Shaibani,Mainak Majumder
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:7 (6): 3655-3664 被引量:220
标识
DOI:10.1021/am508119c
摘要

Composites of a Ni-doped metal organic framework (MOF) with reduced graphene oxide (rGO) are synthesized in bulk (gram scale) quantities. The composites are composed of rGO sheets, which avoid restacking from the physical presence of MOF crystals. At larger concentration of rGO, the MOF crystals are distributed on the overlapping and continuous rGO sheets. Ni in Ni-doped MOF is found to engage in a two-electron, reversible, efficient, redox reaction shuttling between Ni and Ni(OH)2 in aqueous potassium hydroxide (KOH) electrolyte. The reaction is rather unique as Ni-based supercapacitors use a one-electron transfer Faradaic redox reaction between Ni(OH)2 and NiO(OH). Employing electrochemical impedance spectroscopy, we determined the charge transfer resistance to be 184 mΩ for MOF, 74 mΩ for a Ni-doped MOF and 6 mΩ for a rGO–Ni-doped MOF composite, but these modifications do not affect the mass transfer resistance. This novel redox reaction in conjunction with the lowered charge transfer resistance from the introduction of rGO underpins the synergy that dramatically increases the capacitance to 758 F/g in the rGO–Ni-doped MOF composite, when the parent MOF could store only 100 F/g and a physical composite of rGO and Ni-doped MOF could algebraically achieve about 240 F/g. A generic approach of doping MOFs with a redox active metal and forming a composite with rGO transforms an electro-inactive MOF to high capacity energy storage material with energy density of 37.8 Wh/kg at a power density of 227 W/kg. These results can promote the development of high-performance energy storage materials from the wide family of MOFs available.
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
胡广完成签到,获得积分10
刚刚
是鸢完成签到,获得积分10
1秒前
王丹妮发布了新的文献求助10
1秒前
Antonio发布了新的文献求助10
2秒前
兴奋的小虾米完成签到,获得积分10
2秒前
六点一横发布了新的文献求助10
2秒前
我见青山多妩媚完成签到,获得积分20
2秒前
11完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
cryjslong完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
发C刊的人完成签到 ,获得积分10
3秒前
田様应助modesty采纳,获得10
4秒前
Carol发布了新的文献求助10
4秒前
田様应助warm采纳,获得10
5秒前
himsn完成签到,获得积分10
6秒前
李爱国应助你吃饱了吗采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
莫氓完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
邓佳鑫Alan应助圆锥香蕉采纳,获得10
7秒前
甜甜凌珍完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
tgb123发布了新的文献求助10
8秒前
永远永远完成签到,获得积分10
8秒前
bkagyin应助打野采纳,获得10
8秒前
MingQue完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
淘气科研完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
343727237@qq.com完成签到,获得积分10
9秒前
sun发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
七天与完成签到,获得积分10
11秒前
tsuipeng发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
汤汤杨杨完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 500
Coking simulation aids on-stream time 450
康复物理因子治疗 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4016278
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3556388
关于积分的说明 11320934
捐赠科研通 3289218
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812421
邀请新用户注册赠送积分活动 887940
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812060