Compositos de Co3O4/Grapheno con Abundancia de Vacantes de Oxígeno para Electrodos de Supercapacitadores de Alta Tasa

Los compuestos de óxidos metálicos/grapheno son uno de los materiales de electrodos de supercapacitadores (SCs) más prometedores. Sin embargo, la síntesis racional de dichos materiales de electrodos con conductividad y actividad electroquímica controlables es el desafío actual para SCs de alto rendimiento. Aquí, se toma el compuesto Co3O4/grapheno como un ejemplo típico y se desarrolla un nuevo/universal método de irradiación láser en un solo paso que supera todos estos desafíos y obtiene los compuestos ultrafinos de Co3O4 con abundancia de vacantes de oxígeno/grapheno (UCNG) con alto rendimiento en SCs. Los cálculos de primeros principios muestran que las vacantes de oxígeno en la superficie pueden facilitar la transferencia de carga electroquímica al crear estados electrónicos en el medio gap. La capacitancia específica del electrodo UCNG alcanza 978.1 F g-1 (135.8 mA h g-1) a densidades de corriente de 1 A g-1 y mantiene una alta retención de capacitancia de 916.5 F g-1 (127.3 mA h g-1) incluso a densidades de corriente de hasta 10 A g-1, mostrando una notable capacidad de tasa (más del 93.7% de retención de capacitancia). Además, se mantiene el 99.3% de la capacitancia inicial después de 20,000 ciclos consecutivos, demostrando una estabilidad de ciclo mejorada. Además, se demuestra que esta estrategia de crecimiento asistido por láser es universal para otros compuestos de óxido metálico/grapheno con conductividad eléctrica y actividad electroquímica ajustadas.