افزایش چگالی انرژی الکترودهای ابرخازن هیبریدی -تحقیقات جدید ابرخازن‌های هیبریدی را با ایجاد الکترودهای کارآمدتر تقویت می‌کند و گامی مهم در فناوری ذخیره‌سازی انرژی را نشان می‌دهد.
ابرخازن ها نیز مانند باتری ها نوعی وسیله ذخیره انرژی هستند.
با این حال، در حالی که باتری‌ها انرژی را به صورت الکتروشیمیایی ذخیره می‌کنند، ابرخازن‌ها انرژی را به صورت الکترواستاتیکی ذخیره می‌کنند – از طریق تجمع بار روی سطوح الکترود خود.
ابرخازن های هیبریدی (HSCs) مزایای هر دو سیستم را با ترکیب الکترودهای نوع باتری و خازن ترکیب می کنند.
علیرغم تکنیک‌های سنتز که به اجزای فعال در الکترودهای HSC اجازه می‌دهد مستقیماً روی بسترهای رسانا بدون بایندرهای اضافه شده رشد کنند (الکترودهای “خود نگهدارنده”)، کسر ماده فعال در این الکترودها برای نیازهای تجاری بسیار کم مانده است.
اکنون، محققان راهی هوشمندانه برای افزایش نسبت جرم فعال برای دستیابی به پیشرفت‌های چشمگیر در معیارهای کلیدی یافته‌اند.
پیشرفت در بهره وری الکترود ابرخازن
وی گوئو، نویسنده اول این مطالعه، دانشمند دانشگاه پلی تکنیک نورث وسترن در چین گفت: ابرخازن های هیبریدی مزیت های چگالی انرژی و توان بالا، عمر چرخه طولانی و ایمنی را ادغام می کنند و به عنوان یک مرز امیدوارکننده در ذخیره انرژی الکتروشیمیایی ظاهر شده اند.
ما در مقاله خود مکانیسم جدیدی را برای ایجاد یک خانواده همه کاره از روبناهای دوبعدی پیشنهاد می کنیم که بر نسبت جرم فعال سنتی الکترودهای خود نگهدار غلبه می کنند.
روش شناسی و یافته های رمان
در اینجا، محققان شکلی از هیدروکسید نیکل، β-Ni(OH) 2 را مورد مطالعه قرار دادند که از محلول به ساختارهای نازک و صفحه مانند روی یک بستر فیبر کربنی متبلور می شود.
با افزودن NH 4 F به محلول واکنش، یک یون هیدروکسید با یک یون فلوراید جایگزین می شود.
صفحات Ni-F-OH حاصل تا 700 نانومتر ضخامت داشتند و دارای بار جرمی بالا (جرم فعال در هر سانتی‌متر مربع ) 29.8 میلی‌گرم در سانتی‌متر مربع – تا 72 درصد از جرم الکترود بودند.
تعدادی از آنالیزهای نظری و تجربی – از جمله طیف‌سنجی جذب اشعه ایکس (XAS) در پرتوهای منبع نور پیشرفته (ALS) 7.3.1 و 8.0.1، و میکروسکوپ اشعه ایکس انتقال روبشی (STXM) در Beamline 5.3.2.2- انجام شد.
برای درک مکانیسم زیربنایی مورفولوژی جدید استفاده می شود.
نتایج نشان داد که یون‌های F-افزوده شده انرژی سطح صفحات را تنظیم می‌کنند (یک عامل اصلی در رشد نانوبلورها)، در حالی که یون‌های NH 4 + OH موضعی اضافی مصرف می‌کنند و تشکیل مجدد β-Ni(OH) نامطلوب را سرکوب می‌کنند. 2 فاز.
علاوه بر این، بر اساس همین روش، محققان توانستند دیگر روسازه‌های دو فلزی و مشتقات آن‌ها را تولید کنند که نشان‌دهنده ظهور یک خانواده جدید همه کاره از هیدروکسیدهای مبتنی بر فلز برای سیستم‌های جدید ذخیره‌سازی انرژی برای برآورده کردن نیازهای آینده است.
