슈퍼커패시터를 위한 우수한 전극 재료로 CoMoO4 미소구체의 열수 합성

초록

단상 CoMoO₄ 400°C에서 소성 처리와 결합된 손쉬운 열수 방법을 통해 제조되었습니다. 열수 반응 시간이 다른 샘플의 구조, 형태 및 전기화학적 특성을 조사했습니다. 나노플레이크로 구성된 마이크로스피어 구조가 샘플에서 관찰되었다. 1 A g⁻¹ 에서의 특정 커패시턴스 151, 182, 243, 384, 186 F g⁻¹ 입니다. 열수 시간이 각각 1, 4, 8, 12, 24시간인 샘플의 경우 또한 열수 시간이 12시간인 샘플은 우수한 속도 성능을 나타내며 전류 밀도가 1에서 8A g^-1 로 증가할 때 초기 정전 용량이 45% 유지됩니다. . 샘플의 높은 유지 정전용량은 8A g⁻¹ 의 전류 밀도에서 1000번의 충방전 주기 후 미세한 긴 주기 안정성을 보여줍니다. . 결과는 CoMoO₄ 샘플은 슈퍼커패시터를 위한 우수한 전극 재료의 선택이 될 수 있습니다.

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배경

화석 연료의 급속한 붕괴 때문에 재생 가능한 대체 에너지의 변환 및 저장을 개발하는 것이 중요합니다. 슈퍼커패시터는 에너지 저장장치의 일종으로 최근 많은 관심을 받고 있다[1,2,3,4,5]. 슈퍼커패시터는 높은 전력 밀도, 짧은 충전 시간 및 긴 사이클 수명과 같은 바람직한 성능을 보여줍니다[6,7,8]. 전하 저장 메커니즘에 따라 슈퍼커패시터는 전기화학적 이중층 커패시터(EDLC)와 산화환원 전기화학적 커패시터(즉, 유사 정전용량(PC))로 분류될 수 있습니다. EDLC의 전하 저장 메커니즘은 전극/전해질 표면의 전해질 이온의 가역적 흡착 및 탈착과 관련된 반면 PC의 전하 저장 메커니즘은 전극 표면의 산화환원 반응과 관련이 있습니다[4, 6, 8, 9]. 따라서 EDLC든 PC든 전극은 매우 중요하며 슈퍼커패시터 적용을 위한 흥미로운 전극 재료를 찾는 것이 필요하다. 일반적으로 PC의 에너지 밀도는 EDLC의 에너지 밀도보다 높습니다[10, 11]. NiO[12, 13], Co₃와 같은 많은 금속 산화물 재료 O₄ [3], CuO [14], MnO₂ [15], SnO₂ [16], 슈퍼커패시터 전극으로 사용하기 위해 많은 주목을 받았다. 이러한 금속 산화물 중에서 산화 몰리브덴과 산화 코발트는 높은 산화 환원 활성, 다중 산화 상태, 높은 이론적 비 정전 용량, 가역적인 작은 이온 저장 및 저렴한 비용으로 인해 응용 분야의 유망한 후보입니다 [11]. Zhou et al. 준비된 MoO₂ 나노 입자이며 샘플은 621F g⁻¹ 의 높은 비정전용량을 나타냅니다. [17], Wu et al. MoO₂의 속성을 조사했습니다. 467.4 F g⁻¹ 정전용량의 /CNT [18].

혼합 금속 산화물은 높은 산화환원 활성, 우수한 전기 전도성, 가역적인 작은 이온 저장 및 저렴한 비용으로 인해 많은 관심을 받았습니다[11]. 그 중 금속 몰리브덴산염은 에너지 저장 용도로 많은 관심을 받고 있습니다. NiMoO₄와 같은 [19,20,21], MnMoO₄ [22, 23], CoMoO₄ [6, 8, 11, 24, 25] 및 기타 금속 몰리브덴산염이 슈퍼 커패시터의 우수한 전극 재료로 광범위하게 조사되었습니다. Refs에 보고된 바와 같이 [26,27,28], CoMoO₄ 저비용 및 무독성으로 인해 유리하며 향상된 전기화학적 특성을 나타냅니다. Veerasubramani et al. 접시 모양의 CoMoO를 준비했습니다₄ 약 133F g⁻¹ 의 특정 커패시턴스 사용 1mA cm⁻² 에서 [26]. Padmanathan et al. α-CoMoO₄ 합성 8.3F g⁻¹ 의 특정 정전용량을 갖는 대칭 슈퍼커패시터로 사용되는 nanoflakes/CFC 1A g⁻¹ 의 전류 밀도에서 유기 전해질에서 [29]. 또한, Kazemi et al. 민들레 모양의 CoMoO₄ 획득 2100F g⁻¹ 의 우수한 비정전용량 1A g⁻¹ 의 전류 밀도에서 [8]. Xia et al. CoMoO₄ /그래핀 합성물은 394.5F g⁻¹ 의 비정전용량을 나타냅니다. (1mV s⁻¹ 의 스캔 속도에서 ), 이는 순수 CoMoO₄ 값의 약 5.4배입니다. [30].

이 기사에서 CoMoO₄ 다양한 열수 반응 시간에서 간단한 열수 방법으로 나노 플레이크를 합성한 다음 머플로에서 400°C에서 소성했습니다. 샘플의 전기화학적 특성은 순환 전압전류법(CV), 정전류 충방전(GCD) 및 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 방법을 사용하여 조사했습니다. GCD 테스트 결과에 따르면 샘플은 151, 182, 243, 384 및 186F g⁻¹ 의 비정전용량을 나타냅니다. 1A g⁻¹ 의 전류 밀도에서 2M KOH 전해질에서. 샘플 CMO-12는 흥미로운 전기화학적 특성을 보여줍니다.

실험

CoMoO의 합성₄

CoMoO₄ 샘플은 간단한 열수 방법으로 합성되었습니다. 첫째, 0.4410g Co(NO₃ )₂ ·6H₂ O 및 0.2675g(NH₄ )₆ 월₇ O₂₄ ·4H₂ O(AHM)를 30mL 증류수에 실온에서 10분간 자기교반하면서 녹여 맑은 혼합용액을 얻었다. 둘째, Co(NO₃ 혼합 용액에 0.3621g의 요소를 천천히 첨가했습니다. )₂ ·6H₂ 자기 교반 하에 O 및 AHM. 혼합물을 1시간 동안 교반하여 균질한 용액을 형성했습니다. 다음으로 균질한 용액을 50mL 테플론 라이닝 스테인리스강 오토클레이브에 옮기고 전기 오븐에서 1시간 동안 180°C로 유지했습니다. 다른 샘플은 각각 4, 8, 12, 24시간의 열수 시간으로 준비했습니다. 합성된 그대로의 생성물을 오븐으로 실온으로 냉각시켰다. 그 다음, 생성된 용액을 증류수와 에탄올로 원심분리하였다. 얻어진 침전물을 진공 오븐에서 60℃에서 10시간 동안 건조시켰다. 마지막으로, 건조된 침전물을 머플로에서 400°C에서 2시간 동안 하소하여 최종 생성물을 얻었다. 최종 제품은 CMO-1, CMO-4, CMO-8, CMO-12 및 CMO-24로 각각 표시되었습니다.

재료 특성화

샘플의 결정 구조는 40kV 및 40mA에서 X선 회절(XRD; Bruker, D8 Discover)에 의해 결정되었습니다. 시료의 형태는 전계방출 주사전자현미경(FE-SEM; Zeiss, SUPRA 40)과 투과전자현미경(TEM; JEM-2100)으로 조사하였다. Autosorb-iQ 물리 흡착 장치를 사용하여 샘플의 질소 흡탈착 등온선을 구했습니다. 그런 다음, Brunauer-Emmett-Teller(BET) 및 Barrett-Joyner-Halenda(BJH) 방법으로 샘플의 비표면적 및 기공 크기 분포를 구했습니다.

작업 전극의 준비 및 전기화학적 측정

작업 전극은 문헌[31]에 보고된 방법에 따라 준비되었습니다. 합성된 그대로의 아세틸렌 블랙과 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 70:20:10의 중량비로 혼합하여 균일한 페이스트를 형성하였다. 그런 다음 세척된 니켈 폼 위에 1cm × 1 cm의 면적으로 코팅하였다. 50°C의 진공 오븐에서 6시간 동안 건조하여 용매를 제거한 후, 니켈 폼을 비드 기계로 10MPa에서 2분 동안 압착했습니다. 전극에 붙은 활물질의 질량은 약 3~5mg이었다.

샘플의 전기화학적 특성은 실온에서 CS 350 전기화학적 워크스테이션(CorrTest, Wuhan)을 사용하여 특성화되었습니다. 전해액은 KOH 용액 1리터당 2몰을 사용하였으며, 측정에는 3전극계를 사용하였다. CoMoO₄ , 백금 및 포화 칼로멜 전극(SCE)은 각각 작업 전극, 상대 전극 및 기준 전극으로 사용되었습니다. CV 곡선은 5, 10, 20, 40, 50, 100mV s⁻¹ 의 다양한 스캔 속도에서 − 0.2 ~ + 0.6V의 전위 범위에서 수행되었습니다. . GCD 곡선은 1, 1.5, 2, 3, 5, 8 A g⁻¹ 의 다양한 전류 밀도에서 테스트되었습니다. . 샘플의 EIS는 0.01Hz에서 100kHz까지 조사되었습니다.

결과 및 토론

구조 및 형태 특성화

그림 1과 같이 샘플의 XRD 패턴은 CoMoO₄의 표준 패턴과 일치합니다. (JCPDS No. 21-0868), 이전 [6, 8, 32, 33]에서 보고된 것과 유사하다. 회절은 13.1°, 19.1°, 23.3°, 26.5°, 27.2°, 28.3°, 32.0°, 33.6°, 36.7°, 40.2°, 43.6°, 47.0°, 558.7°, 53.7°에서 피크입니다. 64.5°는 (001), ($ \overline{2} $01), (021), (002), ($ \overline{1} $12), ($ \ overline{3} $11), ($ \overline{1} $31), ($ \overline{2} $22), (400), (003), ($ \overline{2 } $41), (241), ($ \overline{2} $04), ($ \overline{4} $41), (024) 및 (243) 평면. 그림 1에서 볼 수 있듯이 CoMoO₄에 대한 XRD 패턴의 더 넓고 약한 회절 피크 샘플에서 더 약한 결정화를 나타내는 샘플이 관찰되었습니다. Refs에 보고된 바와 같이 [8, 34], 약한 결정도는 슈퍼커패시터 애플리케이션에서 전기화학적 거동을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.

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5개 샘플의 XRD 패턴

CoMoO₄의 표면 형태 샘플은 SEM 및 TEM으로 특성화되었습니다. 그림 2와 같이 모든 시료에서 미세구체 구조가 관찰되었으며, 미세구체는 나노플레이크로 구성되었다. 열수 시간이 증가함에 따라 나노 시트의 두께가 먼저 증가하고 감소하며 열수 시간 12시간의 샘플에서 가장 두꺼운 나노 플레이크가 얻어졌습니다. 그림 3a, b는 CMO-12의 EDS(Energy-Dispersive Spectroscopy) 요소 매핑 이미지와 EDS 스펙트럼을 보여줍니다. 원소 매핑 이미지에 따르면 Co, Mo 및 O 원소는 미소구체에 균일하게 분포되어 있습니다. Co, Mo 및 O의 원소 몰비는 약 1:1:4이며 이는 CoMoO₄의 조성에 해당합니다. . 그림 3c, d는 CMO-12의 TEM 이미지를 보여줍니다. 그림 3c의 삽입 그림에서 볼 수 있듯이 SAED(Selected Area Electron Diffraction) 패턴은 CoMoO₄의 단결정 특성을 나타냅니다. . 명확한 회절 반점은 CoMoO4 . 그림 3d는 HRTEM 이미지입니다. CoMoO₄의 (002) 및 ($ \overline{1} $31) 평면과 관련될 수 있는 0.34 및 0.27 nm의 격자 간격을 보여줍니다. , 각각.

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샘플의 저배율 및 고배율 SEM 이미지. 아 , b CMO-1. ㄷ , d CMO-4. 이 , f CMO-8. 지 , h CMO-12. 나 , j CMO-24

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아 에너지 분산 분광법(EDS) 요소 매핑 이미지와 Co, Mo 및 O 분포. ㄴ EDS 스펙트럼 및 삽입은 Co, Mo 및 O 원소의 몰 비율 백분율입니다. ㄷ 고배율 TEM 및 삽입은 선택된 영역 전자 회절 패턴입니다. d CMO-12 샘플의 HRTEM 이미지

그림 4는 기공 크기 분포와 N₂를 보여줍니다. CoMoO₄의 흡탈착 등온선 시료. N₂에 따르면 샘플의 흡착-탈착 등온선, 모든 등온선은 H₃와 함께 유형 IV의 특징을 나타냅니다. -유형 히스테리시스 루프. CMO-1, CMO-4, CMO-8, CMO-12 및 CMO-24의 BET 비표면적은 18.4, 29.2, 42.8, 74.1 및 26.2m² 로 계산되었습니다. g⁻¹ , 각각. 샘플 CMO-12는 가장 높은 BET 표면적을 나타내며, 높은 BET 표면적은 전극/전해질의 접촉 면적을 증가시키고 전극 시스템에서 전자와 이온의 효율적인 수송을 위해 더 많은 활성 부위를 제공할 수 있습니다[35]. 도 4에 도시된 바와 같이, 샘플의 기공 크기 분포에서 날카로운 피크는 각각 145.9, 74.1, 22.6, 27.9 및 75.3 nm에 위치한다. CMO-8 및 CMO-24에 중간 기공이 있음을 나타냅니다. 그러나 샘플 CMO-1, CMO-4 및 CMO-24에서 몇 개의 거대 기공이 감지됩니다. 재료가 슈퍼커패시터에 사용될 때 재료의 메조기공 구조는 전극과 전해질 사이의 접촉 면적을 증가시킬 수도 있습니다. 전극 시스템에서 전자와 이온의 효율적인 수송을 위한 더 충분한 활성 부위가 있습니다[36,37,38]. 따라서 가장 높은 BET 표면적과 메조기공 구조를 갖는 CMO-12는 다른 샘플보다 더 나은 전기화학적 특성을 나타낼 수 있습니다.

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기공 크기 분포 및 N₂ 샘플의 흡착-탈착 등온선

전기화학적 특성

CoMoO₄의 CV 곡선 5–100mV s⁻¹ 의 다양한 스캔 속도로 샘플 - 0.2V ~ + 0.6V(vs. Hg/HgO)의 전위 범위를 갖는 2M KOH 전해질에서 그림 5a -e에 표시됩니다. 전형적인 Faradic 반응 피크는 모든 곡선에서 명확하게 볼 수 있으며, 이는 CoMoO₄ 전극은 의사 커패시터 전극입니다. 관찰된 산화환원 피크는 Co²⁺ 의 전하 이동 역학으로 인한 것입니다. 및 공동³⁺ OH^- 전해질 [8, 26]. Co²⁺ 의 산화환원 반응 /Co³⁺ 다음과 같이 나열됩니다[39, 40]:

$$ {\mathrm{CoMoO}}_4+{\mathrm{OH}}^{-}\to \mathrm{CoOOH}+{\mathrm{MoO}}_3+{\mathrm{e}}^{-} $$ (1) $$ \mathrm{CoOOH}+{\mathrm{OH}}^{-}\kern0.28em \iff \kern0.28em {\mathrm{CoO}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm {O}+{\mathrm{e}}^{-} $$ (2) $$ \mathrm{CoOOH}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+{\mathrm{e}}^ {-}\kern0.28em \iff \kern0.28em \mathrm{Co}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2+{\mathrm{OH}}^{-} $$ (3) <그림>

5, 10, 20, 40, 50, 100mV s⁻¹ 의 다양한 스캔 속도에서 CV 곡선 샘플 a CMO-1, b CMO-4, c CMO-8, d CMO-12 및 e 잠재적 창의 CMO-24 범위는 − 0.2에서 + 0.6 V입니다. f 5~100mV s⁻¹ 의 다양한 스캔 속도에서 샘플의 특정 정전용량 . f의 삽입 스캔 속도의 제곱근에 대한 양극 및 음극 피크 전류의 플롯입니다.

그림 5a–e에서 볼 수 있듯이 스캔 속도가 증가하면 산화 환원 피크가 각각 더 높은 전위와 더 낮은 전위로 이동합니다. 산화피크와 환원피크 사이의 전위차 역시 스캔속도가 증가함에 따라 증가하였다. 이는 스캔 속도가 증가함에 따라 비가역도 및 준가역 반응이 증가함을 나타냅니다[36, 41]. 이동은 주로 전극의 내부 저항과 높은 주사율로 인한 분극과 관련이 있습니다[36, 42]. 산화 환원 피크 전위와 스캔 속도의 제곱근 사이에 거의 선형 관계가 관찰되었으며, 이는 그림 5f의 삽입에서 볼 수 있습니다. 대략적인 선형 관계는 또한 산화환원 과정 중 반응 속도가 이온 확산 과정에 의해 제어될 수 있음을 나타냅니다[6].

CV 곡선에 따르면 샘플의 특정 커패시턴스는 다음 방정식으로 계산할 수 있습니다.

$$ {C}_{\mathrm{sp}}=\frac{\int_{V_1}^{V_2} IdV}{m\times v\times \Delta V}, $$ (4)

여기서 C _sp (F g⁻¹ )는 특정 커패시턴스, V ₁ 및 V ₂ 시작 및 종료 전압, ∫IdV CV 곡선의 적분 영역, m (g) 전극에 로딩되는 활물질의 질량, v (mV s⁻¹ )는 잠재적 스캔 속도이고 ∆V (V)는 스위프 전위 창입니다. CV 곡선을 기반으로 샘플의 비정전용량을 계산했습니다. (4), 그림 5f에 나와 있습니다. 모든 샘플의 특정 정전용량은 스캔 속도가 증가함에 따라 감소합니다. 더 OH⁻ 낮은 전위 스캔 속도에서 보다 유리한 조건으로 활성 부위에 도달할 수 있습니다[31, 43]. 더욱이, 더 높은 스캔 속도는 산화환원 과정 동안 전극 내부 전해질의 양성자의 고갈 또는 포화로 이어지며 외부 표면만 전하 저장을 위해 활용될 수 있습니다[41, 43, 44]. 열수 합성 시간이 1시간에서 12시간으로 증가하면 샘플의 비정전용량이 171.3에서 315.7F g⁻¹ 로 분명히 증가함을 보여줍니다. 5mV s⁻¹ 의 스캔 속도로 . 그러나 비정전용량은 315.7에서 178.7 F g⁻¹ 로 감소합니다. 열수 시간이 12시간에서 24시간으로 증가할 때 따라서 CMO-12 샘플(즉, 열수 시간은 12시간임)은 우수한 비정전용량을 나타냅니다. 315.7 F g⁻¹ 의 특정 정전용량 5mV s⁻¹ 에서 286 F g⁻¹ 보다 우수합니다. CoMoO₄용 나노로드 [11] 및 95.0 F g⁻¹ 순수한 CoMoO용₄ [45] 322.5 F g^{− 1} 와 유사 RGO/CoMoO₄용 [45].

이러한 개선된 전기화학적 특성은 다음과 같은 정전류 충방전 시험을 통해 확인할 수 있다. 샘플의 GCD 테스트는 1, 1.5, 2, 3, 5, 8 A g⁻¹ 의 서로 다른 전류 밀도에서 수행되었습니다. 2M KOH 전해질에서, 결과는 그림 6a-e에 나와 있습니다. 비선형 GCD 곡선은 산화환원 반응에 기인할 수 있으며[46], 이는 CV 곡선과 일치합니다. 이 곡선에서 볼 수 있듯이 CMO-12의 방전 시간은 다른 샘플보다 훨씬 더 길어 CMO-12의 비정전용량이 훨씬 더 높음을 나타냅니다. 이는 다음과 같은 계산 결과를 통해 더 확인할 수 있습니다. CoMoO₄의 특정 커패시턴스 전극은 다음 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

$$ C=\frac{I\times \Delta t}{m\times \Delta V}, $$ (5)

여기서 C (F g⁻¹ )는 특정 커패시턴스, I (A)는 방전 전류, ∆t (s)는 방전 시간을 나타냅니다. m (g) 전극 표면에 로딩된 활물질의 질량, ∆V (V)는 적용된 전위 창[6, 8, 26]입니다. 그림 6f는 다양한 전류 밀도에서 계산된 샘플의 비정전용량을 보여줍니다. 전류 밀도가 증가함에 따라 샘플의 비정전용량이 감소합니다. 이것은 이온과 전극의 전기 활성 부위 사이의 효과적인 접촉에 기인할 수 있습니다. 높은 전류 밀도에서 전해질 이온은 낮은 확산으로 인해 불완전한 삽입 반응과 낮은 비정전용량을 일으키기 때문에 사용 가능한 전체 반응 사이트의 일부만 존재합니다[19, 45]. 그림 6f에서 CMO-12가 384, 337, 307, 269, 229, 172 F g⁻¹ 의 가장 높은 비정전용량을 가짐을 알 수 있습니다. 1, 1.5, 2, 3, 5, 8 A g⁻¹ 의 전류 밀도에서 , 각각. CMO-12의 비정전용량은 우수한 속도 성능을 보여줍니다. 또한 CMO-12의 비정전용량도 일부 이전 문헌에서 보고된 것보다 높습니다. Tian et al. [39], 침상 Co-Mo-O의 비정전용량은 302 F g⁻¹ 입니다. 1A g⁻¹ 의 전류 밀도에서 . CoMoO₄의 최대 비정전용량 약 133F g⁻¹ 였습니다. 1mA cm⁻² 에서 Veerasubramani의 기사에서 [26]. 참조에서 [29], α-CoMoO₄의 비정전용량 대칭 슈퍼커패시터로 사용되는 nanoflakes/CFC는 8.3F g⁻¹ 에 불과합니다. 1A g⁻¹ 의 전류 밀도에서 . 또한 빠른 충방전 과정을 수반하는 실제 슈퍼커패시터 소자에서는 높은 방전율이나 높은 전류밀도가 매우 중요하다[43]. 8A g⁻¹ 의 높은 전류 밀도에서 , 5개의 샘플에 대한 비정전용량은 97, 109, 148, 172, 98 F g⁻¹ 입니다. , 각각.

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1, 1.5, 2, 3, 5, 8 A g⁻¹ 의 다양한 전류 밀도에서 GCD 곡선 샘플 a CMO-1, b CMO-4, c CMO-8, d CMO-12 및 e 잠재적 창의 CMO-24 범위는 − 0.2에서 + 0.58 V입니다. f GCD 결과로 계산된 샘플의 비정전용량

CoMoO₄의 안정성 전극은 8A g⁻¹ 의 전류 밀도에서 2M KOH 전해질에서 감지되었습니다. 1000 주기 동안, 그림 7에 나와 있습니다. 1000 주기 후에 5개의 샘플은 각각 102.9, 87.8, 101.5, 94.2 및 100.5%의 유지율을 보여줍니다. 주기적 충방전 과정에서 비정전용량의 증가는 CoMoO₄의 활성화에 기인할 수 있습니다. 시간에 따른 표면 [6]. CoMoO₄의 표면을 만듭니다. 전해질과 완전히 접촉하여 전기화학적 특성이 향상됩니다[6, 47, 48]. 그림 7b는 CoMoO₄의 쿨롱 효율을 보여줍니다. 1000번의 충전-방전 주기 동안 샘플을 추출했는데, 이는 또한 높은 비정전용량을 보여줍니다. 결과는 이러한 모든 샘플이 우수한 긴 주기 안정성을 가지고 있음을 나타냅니다. 높은 비정전용량, 우수한 속도 용량 및 미세한 긴 주기 안정성은 CMO-12 샘플이 우수한 전기화학적 특성을 가지고 있음을 나타냅니다.

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아 8 A g⁻¹ 에서 전극의 사이클링 성능 . ㄴ 사이클링 테스트 중 샘플의 해당 쿨롱 효율

CoMoO₄의 전기화학적 특성을 추가로 평가하려면 전극에서 5개 샘플의 EIS는 2M KOH 전해질에 기록됩니다. 그림 8은 5개 샘플의 Nyquist 플롯입니다. Nyquist 플롯은 전극/전해질 시스템의 주파수 응답을 나타냅니다[26, 49]. EIS 스펙트럼은 그림 8에 삽입된 등가 회로도에 의해 적합할 수 있습니다. Nyquist 플롯은 고주파수에서 반원과 저주파수에서 직선으로 구성됩니다. 고주파에서 반원 직경은 패러데이 계면 전하 이동 저항을 나타냅니다(R _ct ), 저주파에서 직선의 기울기는 전형적인 바르부르크 저항(W₀ ) [41], 각각. CPE1은 이중층 커패시턴스를 설명하는 정위상 요소입니다[43]. 또한 직렬 저항 R _s 는 내부 저항으로 실제 축에 대한 플롯의 절편에서 얻을 수 있습니다[11]. 측정된 R _s 값은 5개 샘플에 대해 각각 2.83, 2.41, 1.51, 1.22, 2.26Ω입니다. 그리고 장착된 R _ct 5개 샘플의 값은 1.69, 1.48, 0.72, 0.23, 1.28Ω입니다. EIS 결과는 CMO-12 샘플의 R 값이 더 낮음을 보여줍니다. _s 및 R _ct 다른 4개 샘플보다 이는 CMO-12 샘플이 다른 샘플보다 전자 및 이온 전도도가 더 높음을 나타냅니다[35, 50, 51]. 또한, 메조기공 구조를 갖는 CMO-12는 다른 샘플보다 더 높은 BET 표면적을 갖는다. 높은 BET 표면적과 우수한 전도성은 전극/전해질 시스템의 산화환원 반응에 유리합니다.

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0.01Hz~100KHz 범위의 주파수에서 얻은 샘플의 EIS 스펙트럼입니다. 삽입은 EIS 스펙트럼의 국부적 증폭 및 등가 회로도입니다.

결론

요약하면 CoMoO₄ 미소구체는 소성 처리와 결합된 열수 성장 과정에 의해 성공적으로 합성되었습니다. 열수 합성 시간은 각각 1, 4, 8, 12, 24시간입니다. XRD 패턴은 단상 CoMoO₄를 나타냅니다. 구조를 얻었다. SEM 이미지는 마이크로스피어가 나노플레이크로 구성되었음을 보여줍니다. 12시간의 열수 시간으로 준비한 CMO-12는 우수한 슈퍼커패시터 성능을 보였다. GCD 테스트에 따르면 CMO-12의 비정전용량은 384, 337, 307, 269, 229 및 172F g⁻¹ 입니다. 1, 1.5, 2, 3, 5, 8의 전류 밀도에서 A g⁻¹ , 각각 151, 182, 243 또는 186 F g⁻¹ 에 도달했습니다. 전류 밀도에서 1 A g⁻¹ 열수 시간이 다른 다른 샘플의 경우. 8A g⁻¹ 의 전류 밀도에서 1000번의 충방전 주기 후 CMO-12 샘플의 정전용량 유지 정밀한 긴 주기 안정성을 보여줍니다. 이러한 우수한 정전용량 거동은 마이크로스피어 구조와 높은 BET 표면적에 기인할 수 있으며, CMO-12 전극의 우수한 전도성도 정전용량 거동의 개선에 도움이 된다. 높은 비정전용량, 우수한 속도 성능 및 우수한 사이클링 안정성은 CoMoO₄의 실제 적용을 촉진합니다. 슈퍼커패시터의 재료.