Introducing Na2SO4 in aqueous ZnSO4 electrolyte realizes superior electrochemical performance in zinc-ion hybrid capacitor

电解质 材料科学 重量分析 法拉第效率 超级电容器 电化学 化学工程 功率密度 解吸 分析化学(期刊) 电极 吸附 化学 有机化学 物理化学 热力学 工程类 物理 功率(物理)
作者
Kwadwo Asare Owusu,Xuexue Pan,Rui Yu,Liangti Qu,Zhonghua Liu,Zhaoyang Wang,Muhammad Tahir,Waqas Ali Haider,Liang Zhou,Liqiang Mai
出处
期刊:Materials Today Energy [Elsevier]
卷期号:18: 100529-100529 被引量:69
标识
DOI:10.1016/j.mtener.2020.100529
摘要

Zinc-ion hybrid capacitors (ZIHCs) are gaining much attention for their high energy density; however, the charge storage in traditional ZnSO4 electrolyte is limited by its low ionic conductivity, resulting in low specific capacity, rate capability, and gravimetric energy/power density at high rates. Herein, we report a ZIHC with high charge storage, enhanced rate capability, and superior energy/power density by introducing Na2SO4 in the traditional ZnSO4 electrolyte. The addition of Na2SO4 contributes immensely to the enhancement of capacitive charge storage in the activated carbon cloth positive electrode at high rates and shields the zinc anode from dendrite formation, resulting in excellent electrochemical performance. Specifically, the ZIHC with ZnSO4/Na2SO4 electrolyte presents high electrical and ionic conductivity, high specific capacity (152 mAh g−1), improved rate capability, and gravimetric energy density (20 Wh kg−1 at 1692 W kg−1). In contrast, the ZIHC with traditional ZnSO4 electrolyte delivers a much lower energy density at high rate (4.5 Wh kg−1 at 50 mA cm−2). In-situ Raman, nuclear magnetic resonance, and ex-situ X-ray diffraction demonstrate the inclusion of proton adsorption/desorption in the charge storage process. The proton storage process plays a vital role in the formation/dissolution of Zn(OH)2 analogs, extension of the voltage window to 1.9 V without compromising the Coulombic efficiency and overall charge storage. This article highlights the importance of electrolyte modification for enhancing the electrochemical performances of ZIHCs.

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
刚刚
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
安静溪流完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
wxh发布了新的文献求助20
3秒前
4秒前
4秒前
我是老大应助dong采纳,获得10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
新八发布了新的文献求助10
5秒前
仁爱芷波发布了新的文献求助10
6秒前
口香糖探长完成签到 ,获得积分10
6秒前
Wei完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
TTT完成签到,获得积分20
7秒前
一封完成签到,获得积分10
7秒前
超帅的冬卉完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
隐形曼青应助hanli采纳,获得10
9秒前
10秒前
Mushiyu发布了新的文献求助10
10秒前
263发布了新的文献求助10
10秒前
huajanve发布了新的文献求助30
10秒前
香蕉觅云应助啊懂采纳,获得10
11秒前
WJJ发布了新的文献求助10
11秒前
沙珠完成签到,获得积分10
12秒前
Chen发布了新的文献求助20
12秒前
12秒前
wanci应助无奈大树采纳,获得10
13秒前
13秒前
aiid发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
15秒前
Peggy完成签到,获得积分10
15秒前
浮游应助LaTeXer采纳,获得10
16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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
nephSAP® Nephrology Self-Assessment Program - Hypertension The American Society of Nephrology 500
Digital and Social Media Marketing 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5626037
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4711790
关于积分的说明 14956974
捐赠科研通 4780061
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2554016
邀请新用户注册赠送积分活动 1515892
关于科研通互助平台的介绍 1476120