宁夏师范大学《Langmuir》:基于AgI纳米修饰的石墨烯纤维非织造布,用于高性能超级电容器

本文提出了一种绿色、新颖且可扩展的原位沉积策略,通过将AgI均匀沉积在石墨烯纤维上,制备了还原氧化石墨烯复合纤维织物(AgI@rGOFF)。该方法既省去了繁琐的多步清洗工序,又确保了AgI与导电石墨烯网络之间具有强有力的界面粘附力,这对电化学运行过程中的高效电荷转移和结构稳定性至关重要。

宁夏师范大学《Langmuir》:基于AgI纳米修饰的石墨烯纤维非织造布,用于高性能超级电容器

作为新兴的碳纤维纺织品,无纺石墨烯纤维织物在可穿戴电子设备领域引起了广泛关注。然而,实现具有面电容的基于石墨烯的无纺织物电极的绿色、可扩展制备仍面临挑战。本文,宁夏师范大学Fei Ye等研究人员在《Langmuir》期刊发表名为”Flexible Nonwoven Fabric Electrodes Based on AgI Nanoparticle-Decorated Reduced Graphene Oxide Hybrid Fibers for High-Performance Supercapacitor”的论文,研究报道了一种简便、绿色的策略,用于制备AgI修饰的还原氧化石墨烯纤维织物(rGOFF)。

活性材料AgI可原位沉积,无需中间洗涤步骤。该过程不仅最大限度地减少了化学废物和处理时间,还保留了无纺结构的开放多孔网络,从而促进了高效的离子传输并提高了机械 robustness。所得的AgI@rGOFF电极在硫酸水溶液电解质中展现出1106.56 mF cm–2的卓越面电容,并具有优异的倍率性能。当组装成固态超级电容器时,其能量密度可达58.36 μWh cm–2,且经过5000次充放电循环后仍保持85.21%的电容保持率。通过减少后处理工序并增强界面电荷存储能力,本研究为高性能织物基超级电容器开辟了一条可持续且具有工业可行性的路径,而AgI@rGOFF则成为下一代柔性电子器件的极具前景的平台。

综上所述,本文提出了一种绿色、新颖且可扩展的原位沉积策略,通过将AgI均匀沉积在石墨烯纤维上,制备了还原氧化石墨烯复合纤维织物(AgI@rGOFF)。该方法既省去了繁琐的多步清洗工序,又确保了AgI与导电石墨烯网络之间具有强有力的界面粘附力,这对电化学运行过程中的高效电荷转移和结构稳定性至关重要。所制备的AgI@rGOFF电极在使用1M H₂SO₄电解液的三电极体系中表现出卓越的电化学性能,兼具高比电容和良好的倍率性能。更重要的是,当组装成固态超级电容器时,该器件在1 mA cm–2的电流密度下展现出716.23 mF cm–2的惊人面电容,并在8.55 mW cm–2的功率密度下达到58.36 μWh cm–2的高能量密度。值得注意的是,该器件还展现出卓越的柔韧性:经过 1000 次弯曲循环后,电容保持率仍接近 100%;且循环稳定性良好,经过 5000 次充放电循环后,电容保持率仍达 85.21%。这项研究表明,我们的方法在开发用于下一代储能应用的高性能柔性无纺还原氧化石墨烯复合纤维织物电极方面具有巨大潜力。

文献:https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.6c04599

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