Further elevating the energy density of aqueous zinc-ion hybrid capacitors toward batteries through voltage-window-expansion engineering

电化学窗口 电容器 功率密度 材料科学 电化学 储能 电容 超级电容器 电解质 电压 阴极 化学工程 水溶液 纳米技术 光电子学 电气工程 化学 电极 离子电导率 功率(物理) 物理化学 热力学 物理 工程类
作者
Weiwei Zhang,Xiongfei Gao,Xiaoyan Yang,Tianmeng Zhang,Yahui Li,Jianfeng Zhang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:460: 141824-141824 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.141824
摘要

Although increasing the voltage window should be more effective by square rewarding than the specific capacitance for enhancing the energy density of zinc-ion hybrid capacitors (ZIC), the lack of an ideal cathode has hindered its realization. Herein, Ti3C2Tx-PPy/Bi2S3 composite was fabricated through voltage-window-expansion engineering, where Ti3C2Tx layers were covered by a tremella-like network of PPy through hydrogen bonds (-NH···O- and -NH···F-), and then compounded with pseudocapacitive Bi2S3. Due to the redox reactions of Bi2S3 and PPy at low and high potentials, the working voltage window of AZIC-TPB//ZnSO4//Zn was elevated up to 2.1 V with low-cost electrolyte ZnSO4, exhibiting a high energy density comparable to that of batteries (269.09 Wh Kg−1 with a power density of 1564.73 W Kg−1). Even at a power density of 12947.15 W Kg−1, the energy density of AZIC kept as high as 107 Wh Kg−1, far exceeding the common level. Density functional theory (DFT) calculation demonstrated the obvious electron transfer between Ti3C2Tx and PPy (or Bi2S3) and advanced conductivity, which promoted the redox reaction and facilitate the charge transfer in the electrochemical process. The strategy of voltage-window-expansion engineering here can be further extended to aqueous energy storage devices, offering a viable path to enhancing energy density.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
1秒前
1秒前
慕舒完成签到,获得积分20
2秒前
小麦完成签到,获得积分10
2秒前
乐乐应助仙子狗尾巴花采纳,获得10
2秒前
西NO米娅发布了新的文献求助10
2秒前
传奇3应助VISSUA采纳,获得10
3秒前
Wzebrafish完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
Accepted应助janie采纳,获得10
4秒前
常佳楠完成签到,获得积分10
4秒前
共享精神应助lizi采纳,获得10
4秒前
4秒前
WUT完成签到,获得积分10
5秒前
慕舒发布了新的文献求助10
5秒前
邬不污完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
害羞聋五完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
caicai发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
bkagyin应助Wzebrafish采纳,获得10
8秒前
科研通AI5应助bomb采纳,获得10
8秒前
8秒前
xyzhang完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
李爱国应助哈喽采纳,获得10
8秒前
9秒前
拥挤而独行完成签到,获得积分10
9秒前
JamesPei应助乙醇采纳,获得10
9秒前
Elec完成签到 ,获得积分10
10秒前
爆米花应助阿木木采纳,获得10
10秒前
傅英俊完成签到,获得积分10
10秒前
罗中翠完成签到,获得积分10
10秒前
xx发布了新的文献求助20
10秒前
CodeCraft应助常佳楠采纳,获得10
10秒前
曼粒子发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
材料概论 周达飞 ppt 500
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3808241
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3352939
关于积分的说明 10362041
捐赠科研通 3069095
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1685376
邀请新用户注册赠送积分活动 810433
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 766150