SrSnO3/rGO复合材料提升超级电容器电化学性能的研究

为解决超级电容器(SCs)稳定性差和电化学性能不足的问题，研究人员通过溶胶-凝胶法和超声技术制备了SrSnO3纳米棒与还原氧化石墨烯(rGO)的复合材料。该材料在1.0 A g?1电流密度下展现出1286 F g?1的高比电容(Cs)，循环3000次后容量保持率达95.33%，能量密度达87 Wh kg?1。该研究为高性能SCs电极设计提供了新思路。

　　

在能源需求激增和气候变化背景下，超级电容器(SCs)因其高功率密度和快速充放电特性成为研究热点。然而，传统SCs电极材料如碳基材料(非法拉第反应)和金属氧化物(导电性差)存在能量密度低或循环寿命短等问题。针对这一挑战，沙特阿拉伯的Princess Nourah bint Abdulrahman University联合研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表研究，通过将钙钛矿结构的SrSnO₃纳米棒与高导电性还原氧化石墨烯(rGO)复合，显著提升了SCs的综合性能。

研究采用溶胶-凝胶法合成SrSnO₃纳米棒，通过超声技术将其负载于rGO片层上。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RAMAN)和扫描电镜(SEM)表征材料结构，采用三电极体系测试电化学性能。

【Synthesis of reduced graphene oxide (rGO)】
采用改良Hummers法制备rGO，通过强酸氧化石墨粉获得高分散性基底材料。

【Physical characterisation of materials】
XRD证实SrSnO₃为正交晶系(Pbnm空间群)，rGO的(002)晶面衍射峰表明成功还原。SEM显示SrSnO₃纳米棒均匀锚定在rGO褶皱表面，形成三维导电网络。

【Conclusion】
复合材料的比电容达1286 F g^?1(1 A g^?1)，优于单一组分(SrSnO₃仅317 F g^?1)。其性能提升源于三大协同效应：(1)rGO提供2600 m² g^?1理论比表面积；(2)SrSnO₃纳米棒增加法拉第活性位点；(3)复合界面加速电子/离子传输。

该研究不仅为钙钛矿基SCs电极设计提供新范式，其87.5 Wh kg^?1的能量密度更接近商用锂电水平，在新能源汽车和智能电网领域具应用潜力。团队后续将探索大规模制备工艺，推动该材料从实验室走向产业化。