基于铁丝及表面Fe3O4纳米片阵列的毫米尺寸一维超级电容器

 

论文概述

一维（线状或纤维状）超级电容器因其易成卷特性、毫米级尺寸以及在便携、可穿戴电子等领域的应用前景，近年来受到广泛关注。铁基材料价格低廉、原料广泛，是超级电容器领域非常有前景的电极材料之一。然而如何简单有效地制备铁基超容电极材料和结构仍是一大难题。有鉴于此，华南理工大学周伟家课题组利用简单的一步氧化处理方法在一维铁丝表面成功生长组装了Fe3O4纳米片阵列，这种Fe@Fe3O4电极具有较高的比容：10 mV s-1条件下比容达20.8 mF cm-1。进一步地，基于该Fe@Fe3O4电极材料制备了一种线形超级电容器，显示出高能量密度(532.7 uW cm-2条件下达到 uWh cm-2)以及优异循环稳定性等优点，预期在便携式电子器件领域具有广泛的应用前景。

文章引用信息

Guohong Li , Ruchun Li , Weijia Zhou .A Wire-Shaped Supercapacitor in Micrometer Size Based on Fe3O4 Nanosheet Arrays on Fe Wire. Nano-Micro Lett.(2017) 9:46.

http://dx.doi.org/10.1007/s40820-017-0147-3

关键字

Fe@Fe3O4，纳米片阵列，Fe丝，一维，线状超级电容器

此工作发表于Nano-Micro Letters期刊2017年第9卷第4期，详情请阅读全文，可免费下载。本文同步在期刊微信、微博、科学网博客、Facebook、Twitter等平台推出。以往推文请关注中文推广网站（http://nmsci.cn）。

作者介绍

周伟家

副教授。2012年山东大学博士学位。入选2014年度“珠江科技新星”和“2017年度广东特支计划”青年拔尖人才，在Energy Environ. Sci.、Angew.Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Nano energy等期刊发表第一作者或通讯作者SCI收录论文38余篇，被他引超过1800余次，ESI高被引用论文12篇，2013年中国百篇最具影响力国际学术论文1篇；授权专利4项。担任Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等杂志的特邀审稿人。

主要研究方向：纳米能源存储和转化技术中的电催化研究；环境废弃物的新能源资源化再利用研究。1.过渡金属-碳基和钼基电催化剂设计合成及光电催化解水性能研究；2.超级电容器三维多级电极构建及性能调控研究；3.氧还原反应等电催化研究。

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图文导读

方案 1  WSSCs的制作示意图

图 1  不同的放大倍数时，Fe@Fe3O4的SEM图像

图 2 Fe3O4的 a) TEM，b) HRTEM，c) SAED图

图 3  a) Fe和Fe@Fe3O4的XRD图，b) XPS全扫描光谱，从Fe@Fe3O4划出的Fe3O4的 c) Fe的2p，d) O的1 s的高分辨率的XPS谱

图 4  a) 50 mV s-1时，Fe, Fe@Fe3O4-20, Fe@Fe3O4-30 和 Fe@Fe3O4-40的CV曲线，b) 不同的扫描速率时Fe@Fe3O4-30电极的循环伏安曲线，c) 特定电容的Fe@Fe3O4-30电极作为扫描速率的函数，d) 在不同的电流密度下，Fe@Fe3O4-30电极的GCD曲线，e) 特定电容的Fe@Fe3O4-30电极作为电流的函数，f) 0.9 mA时， Fe@Fe3O4-30电极的循环稳定性

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