Verbesserte Superkapazität von aktivierten vertikalen Graphen-Nanoschichten in hybrider Elektrolyt

Superkondensatoren werden zur Arbeitsmaschine für aufstrebende Energiespeicheranwendungen, da sie eine höhere Leistungsdichte und eine überlegene Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Batterien bieten. Die Leistung von Superkondensatoren hängt vom Elektrodenmaterial, der Art des Elektrolyten und der Wechselwirkung zwischen ihnen ab. Aufgrund der vorteilhaften miteinander verbundenen porösen Struktur mit mehreren leitenden Kanälen haben sich vertikale Graphen-Nanoschichten (VGN) als führende Elektrodenmaterialien für Superkondensatoren erwiesen. In dieser Arbeit demonstrieren wir einen neuartigen Ansatz, der auf der Kombination von Oberflächenaktivierung und einem neuen organo-wässrigen Hybrid-Elektrolyten, Tetraethylammonium-tetrafluorborat in H2SO4, basiert, um eine signifikante Verbesserung der Superkondensatorleistung von VGN zu erreichen. Die synthetisierten VGN zeigen eine hervorragende Superkapazität von 0,64 mF/cm2 in H2SO4. Die Identifikation eines neuartigen Elektrolyten zur Leistungssteigerung ist jedoch Gegenstand der aktuellen Forschung. Das vorliegende Manuskript zeigt das Potenzial des hybriden Elektrolyten zur Verbesserung der flächenspezifischen Kapazität (1,99 mF/cm2) mit exzellenter Retention (nur 5,4 % Verlust nach 5000 Zyklen) und coulombischer Effizienz (93,1 %). Darüber hinaus wird durch die Kombination von KOH-Aktivierung und dem hybriden Elektrolyten eine fünfmalige Steigerung der Kapazität von VGNs (0,64 auf 3,31 mF/cm2) bei reduziertem Innenwiderstand erreicht.