Nanoconfined and Chemically Bonded MnO@Mn2O3 Heterojunctions Within Carbon Nanotubes for Fibrous Supercapacitor with Ultra‐Long Cycle Stability

材料科学 碳纳米管 超级电容器 X射线光电子能谱 氧烷 化学工程 异质结 纳米技术 复合材料 电容 电极 光谱学 光电子学 物理化学 化学 物理 量子力学 工程类
作者
Juan Zhang,Rui Gao,Xiaona Yang,Qianyi Ma,Haoze Zhang,Weinan Zhao,Qingli Xu,Aixi Pan,Xinyi Chen,Jian Wang,Ning Chen,Xinhou Wang,Aiping Yu,Kun Zhang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202418734
摘要

Abstract Carbon‐based fibrous supercapacitors (FSSCs) are promising power sources for wearable electronics, often compounding with transition metal oxides (TMOs) to improve energy density. However, conventional methods introducing TMOs onto exterior surfaces of carbon‐based fibers typically degrade electrical transport and cycle stability. Herein, nanoconfined MnO@Mn 2 O 3 heterojunctions within carbon nanotube (CNT) (MOIC) composite FSSCs stabilized by Mn─O─C bonds, exhibiting record cycle stability with 95.7% capacitance retention after 10 000 cycles and 89.4% after 50 000 cycles are reported. X‐ray absorption near edge structure (XANES), X‐ray diffraction, and X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses confirm MnO@Mn 2 O 3 heterostructure, which arises through a partial phase transformation from MnO to Mn 2 O 3 , as further supported by density functional theory calculations. Mn─O─C chemical bonds, as verified through XPS, extended X‐ray absorption fine structure, and XANES analyses, facilitate 3D electron transport, enabling MOIC composite fiber superior electrical conductivity than CNT fiber. The nanoconfinement of Mn 2+ within CNTs, driven by capillary effects and electrostatic repulsion between protonated CNTs and Mn 2+ , preserves the clean exterior surfaces of CNTs. This configuration enables the successful wet‐spinning of MOIC composite fibers with three times the tensile strength of fibers without nanoconfinement. This work opens new pathways for designing carbon/metal oxide hybridized supercapacitors for wearable energy storage applications.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
2秒前
lindsay完成签到,获得积分10
2秒前
英俊的铭应助大美女采纳,获得10
2秒前
蔡鑫完成签到 ,获得积分10
2秒前
Zg8279完成签到 ,获得积分10
2秒前
风趣的梦露完成签到 ,获得积分10
3秒前
摇摆的大长颈鹿完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
浮生完成签到 ,获得积分10
7秒前
sissiarno应助不问归期的风采纳,获得50
7秒前
小鲨鱼完成签到,获得积分10
7秒前
嗯哼应助21采纳,获得20
7秒前
欢呼的晓夏完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
kento发布了新的文献求助100
9秒前
银月葱头发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
css1997完成签到 ,获得积分10
9秒前
欢呼的忘幽完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
逆蝶完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
Agreenhand完成签到 ,获得积分10
12秒前
博修发布了新的文献求助10
13秒前
Mark_He发布了新的文献求助30
13秒前
卓矢完成签到 ,获得积分10
13秒前
皮卡pika完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
白河发布了新的文献求助30
16秒前
谢会会完成签到 ,获得积分10
16秒前
lkc发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
yuzhou完成签到 ,获得积分10
19秒前
BFUstbc发布了新的文献求助30
19秒前
现代的火龙果完成签到,获得积分10
20秒前
自信向梦完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
BaiX发布了新的文献求助10
21秒前
leomei发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Cognitive Paradigms in Knowledge Organisation 2000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Introduction to Spectroscopic Ellipsometry of Thin Film Materials Instrumentation, Data Analysis, and Applications 1200
How Maoism Was Made: Reconstructing China, 1949-1965 800
Medical technology industry in China 600
ANSYS Workbench基础教程与实例详解 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3312100
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2944743
关于积分的说明 8521216
捐赠科研通 2620426
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1432831
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 664797
邀请新用户注册赠送积分活动 650106