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2024年4月25日 星期四
江西科技师范大学作为唯一完成单位在《Advanced Energy Materials》上发表关于超级电容器研究
江西科技师范大学
2022-04-08
www.jyzc.com

近日,江西科技师范大学周卫强教授在超级电容器研究取得重要进展,在能源材料领域国际期刊《AdvancedEnergyMaterials》(影响因子29.368,1区TOP期刊)上发表题为“Advancedoxygen-vacancyCe-dopedMoO3ultra-thin nanoflakes anode materials used as asymmetric supercapacitors withultrahighenergydensity”的研究论文。江西科技师范大学周卫强教授、刘聪聪副教授、徐景坤教授为该论文共同通讯作者,硕士研究生许立明为第一作者(2021年毕业,考取华东师范大学博士研究生)。该研究工作由江西科技师范大学独立自主完成,为该论文唯一完成单位。这是江西科技师范大学首次在此国际期刊上发表论文。

非对称超级电容器(ASC)可以满足储能设备对大功率和高能量的需求;然而,负极材料的低电容严重阻碍了ASC的发展。MoO3具有较高的理论容量,是一种理想的负极材料,但其低导电性限制了电容储能的应用。该项工作利用Mo粉作为前驱体和Ce掺杂诱导的优先生长机制,通过简单的水热法实现了厚度为1.5~2.0nm的富氧空位Ce掺杂MoO3(OV-MoO3/Ce)超薄纳米薄片负极材料的构建和厚度控制。通过调节Ce掺杂浓度,可以控制MoO3的纳米结构由厚纳米带转变为超薄纳米薄片。在晶格中掺杂Ce可以引入大量的氧空位,而不引入Ce氧化物和其他杂质。在氧空位充足、比表面积高、离子扩散和电荷/电子迁移速度加快的协同作用下,优化后的OV-MoO3/Ce电极具有较高的比电容和良好的循环稳定性。更令人印象深刻的是,使用优化的OV-MoO3/Ce作为阳极材料组装的ASC,在功率密度为800Wkg-1的情况下,可以提供150.0Whkg-1的超高能量密度,组装的ASC器件的实际应用演示突出了其在高能量存储方面的巨大潜力。该项工作为促进高性能ASC负极材料发展的同时,也将会引起诸如光电晶体管、传感器、电催化和锂电池等其他领域的极大兴趣。

该工作获得了国家自然科学基金(52174278,51862011)、江西省主要学科学术和技术带头人领军人才项目(20204BCJL22040)、江西省自然科学基金重点项目(20212ACB204005)的支持。

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