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High performance aqueous asymmetric supercapacitor based on iron oxide anode and cobalt oxide cathode

机译：基于氧化铁阳极和氧化钴阴极的高性能水性不对称超级电容器

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We develop an asymmetric aqueous supercapacitor using iron oxide anode and cobalt oxide cathode. The anode was fabricated using electrospinning of carbon precursor/iron oxide precursor blend followed by pyrolysis and in situ electrochemical conversion (to oxide) to form the binder-free and freestanding composite anode which delivered a capacitance of 460 F/g at 1 A/g and retained 82% capacitance after 5000 cycles. The superior performance is attributed to easy electrolyte accessibility as well as the porous fibrous carbon morphology, facilitating volume expansion of iron oxide. The cobalt oxide cathode was prepared using a simple chemical synthesis technique. The electrodes were chosen based on high over potential to water splitting reactions in 6 M KOH electrolyte resulting in a potential window of 1.6 V. The asymmetric device operated in 1.6 V achieved a capacitance of 94.5 F/g at 0.5 A/g while retaining 75% of its capacitance after 12,000 cycles, delivering energy and power densities of 40.53 W h/kg and 2432 W/kg, respectively.
机译：我们使用氧化铁阳极和氧化钴阴极开发了一种不对称的水性超级电容器。使用碳前驱体/氧化铁前驱体共混物的电纺丝，然后进行热解和原位电化学转化（转化为氧化物）以形成无粘合剂和独立式复合阳极，从而在1 A / g下提供460 F / g的电容来制造阳极5000次循环后仍保留82％的电容。优异的性能归因于易于接近的电解液以及多孔的纤维状碳形态，有助于氧化铁的体积膨胀。使用简单的化学合成技术制备氧化钴阴极。选择电极是基于6 M KOH电解液中过高的水分解反应电位，导致1.6 V的电位窗口。在1.6 V下运行的非对称器件在0.5 A / g的电容下达到94.5 F / g的电容，同时保持75在12,000次循环后，其电容的百分数为％，分别提供40.53 W h / kg和2432 W / kg的能量和功率密度。

著录项

  • 来源
    《Journal of Materials Research》 |2018年第9期|1199-1210|共12页
  • 作者

    Pai Rahul; Kalra Vibha;

  • 作者单位

    Drexel Univ, Dept Chem & Biol Engn, Philadelphia, PA 19104 USA;

    Drexel Univ, Dept Chem & Biol Engn, Philadelphia, PA 19104 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
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  • 正文语种 eng
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