High-performance redox-active organic molecule grafted graphene based on-chip micro-supercapacitor towards self-powered environmental monitoring station

超级电容器 微电子 石墨烯 材料科学 纳米技术 假电容 电容 数码产品 电极 电气工程 化学 工程类 物理化学
作者
V. C. Ravichandran,Swapnil Shital Nardekar,Dhanasekar Kesavan,Jyoti Prakash Das,Vijayakumar Elumalai,Sang‐Jae Kim
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:482: 148822-148822 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.148822
摘要

In today's tech-centric world, miniaturized electronics like the Internet of Things (IoTs) and micro-sensory systems gained significant attention in both academic and industrial domains. Nonetheless, developing maintenance-free miniature power cells that can meet the requisite metrics for powering these microelectronics remains a crucial challenge. Herein, we proposed a p-phenylenediamine (PPD) grafted graphene supercapacitor electrode through a solvothermal grafting process. The redox-active properties of PPD molecules enhance the graphene electrode with exceptional pseudocapacitance via reversible redox reaction, resulting in a specific capacitance of 573.7 Fg−1, which is higher than the pristine rGO electrode. Benefiting from these properties, we have fabricated the on-chip micro-supercapacitor (MSC) through a laser-scribing technique, offering a wide working voltage (1.2 V) and superior capacitance of 38.4 mF cm−2 in an aqueous gel electrolyte. It is worth noting that the energy (7.6 μWh cm−2) and power density (4.46 mW cm−2) of this device are capable of empowering the various micro-sensors. As a proof of concept, we fabricated the self-powered environmental monitoring station integrating the MSC module and anemometer to recover the wind energy. The fabricated MSCs are self-charged up to their optimum potential (2.4 V within ∼ 225 sec) and empowered the micro-sensory system effectively (over ∼ 15 min), making it an ideal choice for near-future self-powered microelectronics.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Tin发布了新的文献求助10
刚刚
李爱国的应助被王涛采纳,获得10
1秒前
张灯结彩完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
搜集达人的应助被GoldBean采纳,获得10
1秒前
2秒前
Xiu完成签到,获得积分10
3秒前
十二完成签到,获得积分10
4秒前
英俊的铭的应助被brm采纳,获得10
5秒前
Owen的应助被mob采纳,获得10
5秒前
gyusbjshaxb发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
牧青发布了新的文献求助30
6秒前
慕雨发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
123123完成签到,获得积分10
7秒前
灵巧乐儿发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
李爱国的应助被Jenny采纳,获得10
10秒前
10秒前
小安完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
LLL发布了新的文献求助10
11秒前
倪小呆完成签到,获得积分10
11秒前
贾贡献的应助被flyingpig采纳,获得10
12秒前
小葱发布了新的文献求助10
12秒前
huigangwang完成签到,获得积分10
12秒前
张灯结彩发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
娃娃哈发布了新的文献求助10
13秒前
msk发布了新的文献求助10
13秒前
nini发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
ny发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7968020
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9435295
关于积分的说明 21034256
捐赠科研通 7544460
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3372463
关于科研通互助平台的介绍 2507624
邀请新用户注册赠送积分活动 2405004