祝贺孙硕和翟腾关于Fe2O3-x非晶/结晶-核/壳异质结构用于提升赝电容性能的工作发表在Nano Energy!

时间:2018-02-19
,《Nano Energy》在线刊登了南京理工大学纳米能源材料(NEM)课题组夏晖教授(通讯作者)、翟腾博士(通讯作者)和孙硕博士生(第一作者)发表的一篇题为“Boosted Crystalline/Amorphous Fe2O3-δ Core/Shell Heterostructure for Flexible Solid-State Pseudocapacitors in Large Scale”的通讯文章。该文详细介绍了一种利用硼氢化钠溶液还原处理的普适方法制备具有高导电性和高离子传导性的Fe2O3纳米棒电极材料。

以Fe2O3为例,这种方法通过硼氢化钠中的氢负离子(H-)与金属氧化物的氧结合反应生成水,一方面使Fe2O3失氧形成氧空位(伴随形成更多载流子),进而减小自身电阻,加速电子传导。另一方面,在反应过程中产生的水分子(4 )因大于氧化铁的层间距(0.8~3.7),故上述还原反应过程会逐渐破坏Fe2O3表层晶格结构,形成非晶壳层。非晶结构的各向同性可为离子提供大量传输通道,进而极大地提高了离子的扩散能力。

更重要的是,非晶壳-结晶核的异质结构可以形成众多电荷储存活性位点,极大提高电极的电容量。经过处理后的Fe2O3电极拥有比未经过还原处理的Fe2O3电极更高的容量、更好的倍率以及更长的循环。最后,作者们还利用同样方法制备了高性能氧化钴电极,并与处理后的Fe2O3电极组装了面积高达100 cm2、可为手机充电的柔性固态赝电容电容器。

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