Published August 24, 2016
| Version v1
Publication
Open
Enhanced Capacitance of Hybrid Layered Graphene/Nickel Nanocomposite for Supercapacitors
Description
In this work, Ni nanoparticles were directly decorated on graphene (G) nanosheets via mechanical ball milling. Based on transmission electron microscopy observations, the Ni nanoparticles were well dispersed and attached to the G nanosheet without any agglomerations. Electrochemical results showed that the capacitance of a G/Ni nanocomposite was 275 F g(-1) at a current density of 2 A g(-1), which is higher than the capacitance of bare G (145 F g(-1)) and bare Ni (3 F g(-1)). The G/Ni electrode also showed superior performance at a high current density, exhibiting a capacitance of 190 F g(-1) at a current density of 5 A g(-1) and a capacitance of 144 F g(-1) at a current density of 10 A g(-1). The equivalent series resistance for G/Ni nanocomposites also decreased. The enhanced performance of this hybrid supercapacitor is best described by the synergistic effect, i.e. dual charge-storage mechanism, which is demonstrated by electrical double layer and pseudocapacitance materials. Moreover, a high specific surface area and electrical conductivity of the materials enhanced the capacitance. These results indicate that the G/Ni nanocomposite is a potential supercapacitor.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذا العمل، تم تزيين جسيمات Ni النانوية مباشرة على صفائح الجرافين (G) النانوية عبر طحن الكرة الميكانيكية. استنادًا إلى ملاحظات المجهر الإلكتروني للإرسال، تم تشتيت جسيمات Ni النانوية بشكل جيد وربطها بورقة G النانوية دون أي تكتلات. أظهرت النتائج الكهروكيميائية أن سعة مركب G/Ni النانوي كانت 275 F g(-1) بكثافة تيار 2 A g(-1)، وهي أعلى من سعة G العارية (145 F g (-1)) و Ni العارية (3 F g (-1)). أظهر قطب G/Ni أيضًا أداءً فائقًا عند كثافة تيار عالية، حيث أظهر سعة قدرها 190 F g(-1) عند كثافة تيار قدرها 5 A g(-1) وسعة قدرها 144 F g(-1) عند كثافة تيار قدرها 10 A g(-1). كما انخفضت مقاومة السلسلة المكافئة لمركبات G/Ni النانوية. يتم وصف الأداء المحسن لهذا المكثف الفائق الهجين بشكل أفضل من خلال التأثير التآزري، أي آلية تخزين الشحنة المزدوجة، والتي تظهر من خلال الطبقة الكهربائية المزدوجة ومواد السعة الزائفة. علاوة على ذلك، عززت مساحة السطح المحددة العالية والموصلية الكهربائية للمواد السعة. تشير هذه النتائج إلى أن المركب النانوي G/Ni هو مكثف فائق محتمل.Translated Description (French)
Dans ce travail, les nanoparticules de Ni ont été directement décorées sur des nanofeuilles de graphène (G) par broyage mécanique à billes. Sur la base des observations en microscopie électronique à transmission, les nanoparticules de Ni étaient bien dispersées et fixées à la nanofeuille G sans aucune agglomération. Les résultats électrochimiques ont montré que la capacité d'un nanocomposite G/Ni était de 275 F g(-1) à une densité de courant de 2 A g(-1), ce qui est supérieur à la capacité du G nu (145 F g(-1)) et du Ni nu (3 F g(-1)). L'électrode G/Ni a également montré des performances supérieures à une densité de courant élevée, présentant une capacité de 190 F g(-1) à une densité de courant de 5 A g(-1) et une capacité de 144 F g(-1) à une densité de courant de 10 A g(-1). La résistance équivalente en série pour les nanocomposites G/Ni a également diminué. La performance améliorée de ce supercondensateur hybride est mieux décrite par l'effet synergique, c'est-à-dire le mécanisme de stockage de charge double, qui est démontré par les matériaux électriques à double couche et à pseudocapacité. De plus, une surface spécifique et une conductivité électrique élevées des matériaux ont amélioré la capacité. Ces résultats indiquent que le nanocomposite G/Ni est un supercondensateur potentiel.Translated Description (Spanish)
En este trabajo, las nanopartículas de Ni se decoraron directamente en nanohojas de grafeno (G) mediante molienda mecánica con bolas. Según lo observado por microscopía electrónica de transmisión, las nanopartículas de Ni estaban bien dispersas y unidas a la nanohoja G sin aglomeraciones. Los resultados electroquímicos mostraron que la capacitancia de un nanocompuesto de G/Ni era de 275 F g(-1) a una densidad de corriente de 2 A g(-1), que es mayor que la capacitancia de G desnudo (145 F g(-1)) y Ni desnudo (3 F g(-1)). El electrodo de G/Ni también mostró un rendimiento superior a una alta densidad de corriente, exhibiendo una capacitancia de 190 F g(-1) a una densidad de corriente de 5 A g(-1) y una capacitancia de 144 F g(-1) a una densidad de corriente de 10 A g(-1). La resistencia en serie equivalente para los nanocompuestos de G/Ni también disminuyó. El rendimiento mejorado de este supercondensador híbrido se describe mejor por el efecto sinérgico, es decir, el mecanismo de almacenamiento de carga dual, que se demuestra mediante materiales eléctricos de doble capa y pseudocapacitancia. Además, una alta área de superficie específica y conductividad eléctrica de los materiales mejoraron la capacitancia. Estos resultados indican que el nanocompuesto de G/Ni es un potencial supercondensador.Files
srep32082.pdf.pdf
Files
(2.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:cfec59fb9559efd2c1c7e43f993f8ca7
|
2.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- السعة المعززة لمركب الجرافين/النيكل النانوي متعدد الطبقات الهجين للمكثفات الفائقة
- Translated title (French)
- Capacité améliorée de nanocomposite hybride graphène/nickel stratifié pour supercondensateurs
- Translated title (Spanish)
- Capacitancia mejorada de nanocompuesto híbrido de grafeno/níquel en capas para supercondensadores
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2516472745
- DOI
- 10.1038/srep32082
References
- https://openalex.org/W1953713470
- https://openalex.org/W1968415305
- https://openalex.org/W1970397800
- https://openalex.org/W1972146790
- https://openalex.org/W1975292392
- https://openalex.org/W1975881340
- https://openalex.org/W1981703252
- https://openalex.org/W1988435520
- https://openalex.org/W1989937017
- https://openalex.org/W1990327922
- https://openalex.org/W1998779973
- https://openalex.org/W1999782533
- https://openalex.org/W2010879301
- https://openalex.org/W2013389076
- https://openalex.org/W2018652376
- https://openalex.org/W2022506474
- https://openalex.org/W2023141524
- https://openalex.org/W2025546597
- https://openalex.org/W2035065374
- https://openalex.org/W2041141361
- https://openalex.org/W2046334561
- https://openalex.org/W2047055393
- https://openalex.org/W2052616115
- https://openalex.org/W2055486200
- https://openalex.org/W2059395257
- https://openalex.org/W2060666214
- https://openalex.org/W2061416608
- https://openalex.org/W2067036358
- https://openalex.org/W2067946802
- https://openalex.org/W2072221350
- https://openalex.org/W2077039392
- https://openalex.org/W2078932751
- https://openalex.org/W2090581334
- https://openalex.org/W2091991514
- https://openalex.org/W2109389229
- https://openalex.org/W2109505314
- https://openalex.org/W2118176709
- https://openalex.org/W2149070465
- https://openalex.org/W2154491021
- https://openalex.org/W2168919885
- https://openalex.org/W3103690504
- https://openalex.org/W4233194460