Électrodes à oxyde spinelle bimétallique à base de Ni flexible (NiM2O4, M = Mn, Fe, Co) pour des applications de supercondensateurs

Dans ce travail, les nanoparticules d'oxyde spinelle bimétallique à base de Ni (NiM2O4, M = Mn, Fe, Co) en phase unique sont synthétisées avec succès par la méthode sol-gel et revêtues sur un substrat en tissu de carbone pour former des électrodes flexibles pour des applications de supercondensateurs. Les effets de l'activité des métaux de transition, de la température de calcination, des propriétés de surface et texturales sur les propriétés électrochimiques des matériaux d'électrode spinelle sont démontrés. Il a été trouvé que la diminution de la température de calcination entraîne une réduction de la taille des cristallites et de la taille des particules, ce qui conduit à une augmentation de la surface spécifique et du volume des pores. La spectroscopie de fluorescence des rayons X révèle la présence de Mn2+/3+, Fe2+/3+ et Co2+/3+ dans les matériaux. Selon les études électrochimiques, l'électrode NiMn2O4 dans l'électrolyte Na2SO4 présente un comportement de capacité de double couche électrique, tandis que les électrodes NiFe2O4 et NiCo2O4 dans l'électrolyte KOH présentent un comportement pseudocapacitif. Tous les matériaux d'électrode ont une faible résistance à la solution et une résistance au transfert de charge. NiCo2O4 offre la plus haute capacité spécifique (85,60 F g−1 à 2,5 A g−1) suivie de NiFe2O4 et NiMn2O4. Il semble probable que la haute activité électrochimique de Co2+/3+ et la petite taille des particules des nanoparticules NiCo2O4 jouent un rôle important dans l'amélioration du processus redox et du transfert de charge, ce qui pourrait améliorer la performance électrochimique de ce matériau d'électrode.