Лазерно-модифікований нанокристалічний NiMoO4 як електродний матеріал в гібридних суперконденсаторах
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.24.1.190-196Ключові слова:
гібридний суперконденсатор, лазерне опромінення, молібдат нікелю, електропровідність, питома ємністьАнотація
Нанокристалічний NiMoO4 отриманий в результаті гідротермального синтезу піддавали впливу лазерного випромінювання з енергією в імпульсі 70 мДж/см2 протягом 5 хвилин. Фазовий склад і розміри кристалітів триклінної структури NiMoO4 визначили методом Х-променевого аналізу. Середній розмір кристалітів становив 18 нм для лазерно-опроміненого молібдату нікелю. Для аналізу температурної залежності електропровідності лазерно-опроміненого молібдату нікелю використовували імпедансний аналіз. Показник степеня, визначений за допомогою методу нелінійної апроксимації, становив 0,5-0,67, що відповідає стрибковому механізму носіїв заряду. Електрохімічну поведінку NiMoO4 досліджували з використанням циклічної вольтамперометрії та гальваностатичного зарядного/розрядного тестування. Лазерно-опромінений NiMoO4 досягає питомої ємності 553 Ф/г при швидкості сканування 1 мВ/с. Гібридна електрохімічна система, сформована на онові електродів з модифікованого NiMoO4 та вуглецевого матеріалу демонструє високу кулонівську ефективність (95%) для значної кількості циклів заряду/розряду.
Посилання
J. Liu, J. Wang, C. Xu, H. Jiang, C. Li, L. Zhang, J. Lin, Z. X. Shen, Advanced energy storage devices: basic principles, analytical methods, and rational materials design, Advanced science, 5(1), 1700322 (2018); https://doi.org/10.1002/advs.201700322.
P. Simon, Y. Gogotsi, Perspectives for electrochemical capacitors and related devices, Nature materials, 19(11), 1151 (2020); https://doi.org/10.1038/s41563-020-0747-z.
A. Muzaffar, M. B. Ahamed, K. Deshmukh, J. Thirumalai, A review on recent advances in hybrid supercapacitors: Design, fabrication and applications, Renewable and sustainable energy reviews, 101, 123 (2019); https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.10.026.
B. Rachiy, Yu. Starchuk, P. Kolkovskyy, I. Budzulyak, L. Yablon, V. Kotsyubynsky, O. Morushko, O. Khemiy, Accumulation of Charge Mechanisms in Electrochemical Systems Based on Carbon and Nickel Tungstate, Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 56(6), 697 (2020); https://doi.org/10.3103/S1068375520060149.
H. Liu, X. Liu, S. Wang, H. K. Liu, L. Li, Transition metal based battery-type electrodes in hybrid supercapacitors: A review, Energy Storage Materials, 28, 122 (2020); https://doi.org/10.1016/j.ensm.2020.03.003.
Y. Zhang, L. Tao, C. Xie, D. Wang, Y. Zou, R. Chen, Y. Wang, C. Jia, S. Wang, Defect Engineering on Electrode Materials for Rechargeable Batteries, Advanced Materials, 32(7), 1905923 (2020); https://doi.org/10.1002/adma.201905923.
L.S. Yablon, I.M. Budzulyak, M.V. Karpets, V.V. Strelchuk, S.I. Budzulyak, I.P. Yaremiy, O.M. Hemiy, O.V. Morushko, The structure and physical properties of composites formed from molybdenum sulfide, Journal of Nano- and Electronic Physics, 8(2), 02029 (2016); https://doi.org/10.21272/jnep.8(2).02029.
H. Hu, Q. Li, L. Li,X. Teng, Z. Feng, Y. Zhang, M. Wu, J. Qiu, Laser irradiation of electrode materials for energy storage and conversion, Matter, 3(1), 95 (2020); https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.05.001.
O. Khemii, I. Budzulyak, L. Yablon, D. Popovych, O. Morushko, R. Lisovskiy, Structure and physical properties of modified ß-Ni(OH)2/C composites, Materials Today: Proceedings, 35, 595(2021); https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.11.207.
R. Xu, J. Lin, J. Wu, M. Huang, L. Fan, Z. Xu, Z. Song, A high-performance pseudocapacitive electrode material for supercapacitors based on the unique NiMoO4/NiO nanoflowers, Applied Surface Science, 463, 721 (2019); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.08.172.
O. Popovych, I. Budzulyak, V. Yukhymchuk, S. Budzulyak, D. Popovych, Raman spectroscopy of nickel molybdate and its modifications, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 29(12), 1009 (2021); https://doi.org/10.1080/1536383X.2021.1925253.
W. Xiao, J. S. Chen, C. M. Li, R. Xu, X. W. Lou, Synthesis, Characterization, and Lithium Storage Capability of AMoO4(A = Ni, Co) Nanorods, Chemistry of Materials, 22, 746 (2010); https://doi.org/10.1021/cm9012014.
D. Ghosh, S. Giri, C. K. Das, Synthesis, Characterization and Electrochemical Performance of Graphene Decorated with 1D NiMoO4·nH2O Nanorods, Nanoscale, 5, 10428 (2013); https://doi.org/10.1039/C3NR02444J.
A.K. Jonscher, The ‘universal’ dielectric response, Nature, 267, 673 (1977); https://doi.org/10.1038/267673a0.
.F. Mott, Conduction in non-crystalline materials, Philos. Mag., 19(160), 835 (1969); https://doi.org/10.1080/14786436908216338.
A. Shameem, P. Devendran, V. Siva, R. Packiaraj, N. Nallamuthu, S. Asath Bahadur, Electrochemical performance and optimization of α-NiMoO4 by different facile synthetic approach for supercapacitor application, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 30, 3305 (2019); https://doi.org/10.1007/s10854-018-00603-3.
S. Motupally, C.C. Streinz, J.W. Weidner, Proton diffusion in nickel hydroxide films: measurement of the diffusion coefficient as a function of state of charge, Journal of the Electrochemical Society, 142, 1401 (1995); https://doi.org/10.1149/1.2048589.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
