Published June 15, 2020
| Version v1
Publication
Open
3D Hierarchically Mesoporous Zinc-Nickel-Cobalt Ternary Oxide (Zn0.6Ni0.8Co1.6O4) Nanowires for High-Performance Asymmetric Supercapacitors
Creators
- 1. National University of Sciences and Technology
- 2. Peking University
- 3. University of Electronic Science and Technology of China
- 4. University of Education
- 5. University of Faisalabad
- 6. University of Sydney
Description
Increased efforts have been devoted recently to develop high-energy-density supercapacitors (SC) without renouncing their power efficiency. Herein, a hierarchically mesoporous nanostructure of zinc-nickel-cobalt oxide (ZNCO) nanowires (NWs) is constructed by hierarchical aggregation of ZNCO nanoparticles. It is worth noting that cobalt and nickel rich lattice imparts higher charge storage capability by enhanced reversible Faradaic reaction while zinc provides structural stability and higher conductivity. Moreover, particulate nature of ZNCO NWs allows deep diffusion of electrolyte thus enabling reversible charge storage under higher current densities. The as-prepared ZNCO NWs exhibited excellent specific capacitance of 2082.21 F g-1 at the current density of 1 A g-1 with high stability up to 5,000 charge-discharge cycles. Further, the asymmetric SC device was assembled using ZNCO NWs (ZNCO NWs//MWCNTs) which exhibited high energy density of 37.89 Wh kg-1 and excellent capacitance retention up to 88.5% over 1,000 cycles. This work presents ways to construct multi-component high-energy-density materials for next-generation energy storage devices.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم تكريس جهود متزايدة مؤخرًا لتطوير المكثفات الفائقة عالية الكثافة للطاقة (SC) دون التخلي عن كفاءتها في استهلاك الطاقة. هنا، يتم إنشاء بنية نانوية هرمية متوسطة المسام من أسلاك الزنك والنيكل وأكسيد الكوبالت (ZNCO) النانوية (NWs) عن طريق التجميع الهرمي لجسيمات ZNCO النانوية. تجدر الإشارة إلى أن الشعرية الغنية بالكوبالت والنيكل تضفي قدرة تخزين شحن أعلى من خلال تفاعل فراديك المعزز القابل للعكس بينما يوفر الزنك استقرارًا هيكليًا وموصلية أعلى. علاوة على ذلك، تسمح الطبيعة الجسيمية لـ ZNCO NWs بالانتشار العميق للكهارل وبالتالي تمكين تخزين الشحنة القابلة للعكس في ظل كثافات تيار أعلى. أظهرت ZNCO NWs الجاهزة سعة نوعية ممتازة تبلغ 2082.21 F g -1 عند الكثافة الحالية 1 A g -1 مع ثبات عالٍ يصل إلى 5000 دورة شحن وتفريغ. علاوة على ذلك، تم تجميع جهاز SC غير المتماثل باستخدام ZNCO NWs (ZNCO NWs // MWCNTs) الذي أظهر كثافة طاقة عالية تبلغ 37.89 واط/ساعة كجم -1 واحتفاظًا ممتازًا بالسعة يصل إلى 88.5 ٪ على مدار 1000 دورة. يقدم هذا العمل طرقًا لبناء مواد متعددة المكونات عالية الكثافة للطاقة لأجهزة تخزين الطاقة من الجيل التالي.Translated Description (French)
Des efforts accrus ont été consacrés récemment au développement de supercondensateurs à haute densité d'énergie (CS) sans renoncer à leur efficacité énergétique. Ici, une nanostructure hiérarchiquement mésoporeuse de nanofils (NW) d'oxyde de zinc-nickel-cobalt (ZNCO) est construite par agrégation hiérarchique de nanoparticules de ZNCO. Il convient de noter que le réseau riche en cobalt et en nickel confère une capacité de stockage de charge plus élevée par une réaction faradique réversible améliorée, tandis que le zinc offre une stabilité structurelle et une conductivité plus élevée. De plus, la nature particulaire des ZNCO NW permet une diffusion profonde de l'électrolyte, permettant ainsi un stockage de charge réversible sous des densités de courant plus élevées. Les NW ZNCO tels que préparés présentaient une excellente capacité spécifique de 2082,21 F g-1 à la densité de courant de 1 A g-1 avec une stabilité élevée jusqu'à 5 000 cycles de charge-décharge. En outre, le dispositif SC asymétrique a été assemblé à l'aide de ZNCO NWs (ZNCO NWs//MWCNTs) qui présentaient une densité d'énergie élevée de 37,89 Wh kg-1 et une excellente rétention de capacité allant jusqu'à 88,5 % sur 1 000 cycles. Ce travail présente des moyens de construire des matériaux multi-composants à haute densité d'énergie pour les dispositifs de stockage d'énergie de nouvelle génération.Translated Description (Spanish)
Recientemente se han dedicado mayores esfuerzos al desarrollo de supercondensadores de alta densidad energética (SC) sin renunciar a su eficiencia energética. En la presente, se construye una nanoestructura jerárquicamente mesoporosa de nanohilos (NW) de óxido de zinc-níquel-cobalto (ZNCO) mediante la agregación jerárquica de nanopartículas de ZNCO. Vale la pena señalar que la red rica en cobalto y níquel imparte una mayor capacidad de almacenamiento de carga mediante una reacción faradaica reversible mejorada, mientras que el zinc proporciona estabilidad estructural y una mayor conductividad. Además, la naturaleza particulada de las ZNCO NW permite una difusión profunda del electrolito, lo que permite un almacenamiento de carga reversible bajo densidades de corriente más altas. Las ZNCO NW tal como se prepararon exhibieron una excelente capacitancia específica de 2082,21 F g-1 a la densidad de corriente de 1 A g-1 con una alta estabilidad de hasta 5000 ciclos de carga-descarga. Además, el dispositivo SC asimétrico se ensambló utilizando ZNCO NW (ZNCO NW//MWCNT) que exhibió una alta densidad de energía de 37.89 Wh kg-1 y una excelente retención de capacitancia de hasta 88.5% durante 1,000 ciclos. Este trabajo presenta formas de construir materiales multicomponente de alta densidad de energía para dispositivos de almacenamiento de energía de próxima generación.Files
pdf.pdf
Files
(2.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0ecf67ddd0fdeeefd64a869bc41f7511
|
2.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- أسلاك نانوية ثلاثية الأبعاد هرمية متوسطة المسام من أكسيد الزنك والنيكل والكوبالت الثلاثي (Zn0.6Ni0.8Co1.6O4) للمكثفات الفائقة غير المتماثلة عالية الأداء
- Translated title (French)
- Nanofils 3D hiérarchiquement mésoporeux d'oxyde ternaire de zinc-nickel-cobalt (Zn0,6Ni0,8Co1,6O4) pour supercondensateurs asymétriques haute performance
- Translated title (Spanish)
- Nanocables 3D jerárquicamente mesoporosos de óxido ternario de zinc-níquel-cobalto (Zn0.6Ni0.8Co1.6O4) para supercondensadores asimétricos de alto rendimiento
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3034679123
- DOI
- 10.3389/fchem.2020.00487
References
- https://openalex.org/W1537978536
- https://openalex.org/W1934079626
- https://openalex.org/W1970090955
- https://openalex.org/W1976457948
- https://openalex.org/W1981179806
- https://openalex.org/W2037502361
- https://openalex.org/W2075403381
- https://openalex.org/W2078663719
- https://openalex.org/W2086041767
- https://openalex.org/W2111684517
- https://openalex.org/W2128209298
- https://openalex.org/W2149274779
- https://openalex.org/W2166203722
- https://openalex.org/W2202599229
- https://openalex.org/W2209340236
- https://openalex.org/W2231520048
- https://openalex.org/W2258661450
- https://openalex.org/W2268790471
- https://openalex.org/W2282734164
- https://openalex.org/W2508445207
- https://openalex.org/W2551738562
- https://openalex.org/W2577312918
- https://openalex.org/W2592036731
- https://openalex.org/W2594199370
- https://openalex.org/W2609097712
- https://openalex.org/W2614237932
- https://openalex.org/W2622172960
- https://openalex.org/W2754648607
- https://openalex.org/W2767685655
- https://openalex.org/W2767758289
- https://openalex.org/W2768897206
- https://openalex.org/W2790427332
- https://openalex.org/W2794139022
- https://openalex.org/W2796279954
- https://openalex.org/W2805848184
- https://openalex.org/W2885167492
- https://openalex.org/W2890248632
- https://openalex.org/W2895657821
- https://openalex.org/W2901094399
- https://openalex.org/W2902237787
- https://openalex.org/W2907539674
- https://openalex.org/W2907567906
- https://openalex.org/W2907589579
- https://openalex.org/W2914523813