Modulating charge storage mechanism of cobalt-tungsten nitride electrodes using in situ formed metal-p-n heterojunction for ultrahigh energy density supercapattery

材料科学 异质结 电极 介电谱 储能 电化学 光电子学 化学工程 纳米技术 冶金 物理化学 功率(物理) 量子力学 物理 工程类 化学
作者
Selvaraj Seenivasan,Amarnath T. Sivagurunathan,Do‐Heyoung Kim
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:70: 103482-103482 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2024.103482
摘要

Supercapatteries combine both diffusion-controlled and capacitive charge storage mechanisms to simultaneously deliver exceptional power density and energy density. Though developing materials that combine both charge storage mechanisms for use as supercapattery electrodes is difficult, one solution has been to modify a material that inherently has one of these mechanisms so that it also exhibits the other form of charge storage. In the present study, we modulate the electrochemical reconstruction of a W5N4 electrode to modify its charge storage from pure battery-type to pseudocapacitive, thus enhancing its specific capacity and cyclic stability. This modulation was carried out by embedding Co in W5N4 (Co-W5N4), leading to the formation of W and N-doped Co(OH)2 as an active phase and producing a high specific capacity of 2211 C g−1 at 2 A g−1. The incorporation of a thin layer of TiO2 (Co-W5N4/TiO2) through atomic layer deposition minimized tungsten dissolution during reconstruction, thus generating in-situ a dynamic metal–p-n junction heterostructure (Co-W5N4||Co(OH)2||TiO2) that modulated the charge flow, achieving high-rate capability (retaining 53.1% at 50 A g−1 compared to 2 A g−1) and cyclic stability (82.8% after 100,000 cycles at a high current density of 40 A g−1). As illustrated by operando electrochemical impedance spectroscopy and physicochemical analysis, the dynamic response of metal–p-n junction sustains the pseudocapacitive charge storage mechanism at high current rate. This study thus demonstrates the formation of metal-p-n heterojunction and describes its dynamic response under actual charge/discharge operating conditions, providing useful information for the design of energy storage electrodes and energy conversion catalysts.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
2秒前
小二郎应助乐乐的小盘子采纳,获得10
3秒前
丘比特应助魔域采纳,获得10
3秒前
murphy发布了新的文献求助10
4秒前
朱慧龙完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
风中的凝梦应助芳芳采纳,获得10
7秒前
pxptmac发布了新的文献求助10
8秒前
ziyu完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
自然浩阑发布了新的文献求助10
8秒前
我是老大应助海燕采纳,获得10
11秒前
zjcbk985发布了新的文献求助10
12秒前
小船发布了新的文献求助30
14秒前
pxptmac完成签到,获得积分10
14秒前
李生龙发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
古月给古月的求助进行了留言
17秒前
17秒前
Soin完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
愿好应助Ryujin采纳,获得20
20秒前
Steven完成签到,获得积分10
20秒前
Ayaka2333发布了新的文献求助30
21秒前
初亦非发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
情怀应助lucky采纳,获得10
24秒前
海燕发布了新的文献求助10
25秒前
李健的小迷弟应助陈佳梦采纳,获得10
26秒前
29秒前
29秒前
30秒前
初亦非完成签到,获得积分10
30秒前
Wfmmm完成签到,获得积分10
30秒前
33秒前
任斯发布了新的文献求助10
34秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Semantics for Latin: An Introduction 1099
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 780
水稻光合CO2浓缩机制的创建及其作用研究 500
Logical form: From GB to Minimalism 500
2025-2030年中国消毒剂行业市场分析及发展前景预测报告 500
镇江南郊八公洞林区鸟类生态位研究 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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4166435
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3702146
关于积分的说明 11687239
捐赠科研通 3390474
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1859342
邀请新用户注册赠送积分活动 919666
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 832356