基於鐵絲及表面Fe3O4納米片陣列的毫米尺寸一維超級電容器

最新 07-08

論文概述

一維（線狀或纖維狀）超級電容器因其易成卷特性、毫米級尺寸以及在便攜、可穿戴電子等領域的應用前景，近年來受到廣泛關注。鐵基材料價格低廉、原料廣泛，是超級電容器領域非常有前景的電極材料之一。然而如何簡單有效地製備鐵基超容電極材料和結構仍是一大難題。有鑒於此，華南理工大學周偉家課題組利用簡單的一步氧化處理方法在一維鐵絲表面成功生長組裝了Fe3O4納米片陣列，這種Fe@Fe3O4電極具有較高的比容：10 mV s-1條件下比容達20.8 mF cm-1。進一步地，基於該Fe@Fe3O4電極材料製備了一種線形超級電容器，顯示出高能量密度(532.7 uW cm-2條件下達到 uWh cm-2)以及優異循環穩定性等優點，預期在攜帶型電子器件領域具有廣泛的應用前景。

文章引用信息

Guohong Li , Ruchun Li , Weijia Zhou .A Wire-Shaped Supercapacitor in Micrometer Size Basedon Fe3O4 Nanosheet Arrays on Fe Wire. Nano-Micro Lett.(2017) 9:46.

關鍵字

Fe@Fe3O4，納米片陣列，Fe絲，一維，線狀超級電容器

此工作發表於Nano-Micro Letters期刊2017年第9卷第4期，詳情請閱讀全文，可免費下載。本文同步在期刊微信、微博、科學網博客、Facebook、Twitter等平台推出。以往推文請關注中文推廣網站（http://nmsci.cn）。

作者介紹

周偉家

副教授。2012年山東大學博士學位。入選2014年度「珠江科技新星」和「2017年度廣東特支計劃」青年拔尖人才，在Energy Environ. Sci.、Angew.Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Nano energy等期刊發表第一作者或通訊作者SCI收錄論文38餘篇，被他引超過1800餘次，ESI高被引用論文12篇，2013年中國百篇最具影響力國際學術論文1篇；授權專利4項。擔任Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等雜誌的特邀審稿人。

主要研究方向：納米能源存儲和轉化技術中的電催化研究；環境廢棄物的新能源資源化再利用研究。1.過渡金屬-碳基和鉬基電催化劑設計合成及光電催化解水性能研究；2.超級電容器三維多級電極構建及性能調控研究；3.氧還原反應等電催化研究。

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圖文導讀

方案 1WSSCs的製作示意圖

圖 1不同的放大倍數時，Fe@Fe3O4的SEM圖像

圖 2Fe3O4的 a) TEM，b) HRTEM，c) SAED圖

圖 3a) Fe和Fe@Fe3O4的XRD圖，b) XPS全掃描光譜，從Fe@Fe3O4划出的Fe3O4的 c) Fe的2p，d) O的1 s的高解析度的XPS譜

圖 4a) 50 mV s-1時，Fe, Fe@Fe3O4-20, Fe@Fe3O4-30 和 Fe@Fe3O4-40的CV曲線，b) 不同的掃描速率時Fe@Fe3O4-30電極的循環伏安曲線，c) 特定電容的Fe@Fe3O4-30電極作為掃描速率的函數，d) 在不同的電流密度下，Fe@Fe3O4-30電極的GCD曲線，e) 特定電容的Fe@Fe3O4-30電極作為電流的函數，f) 0.9 mA時， Fe@Fe3O4-30電極的循環穩定性

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