溶热法合成Sr2FeCoO6/rGO纳米复合材料及其与活性炭构建非对称超级电容器的储能性能研究

【字体: 时间:2025年09月09日 来源:physica status solidi (RRL) – Rapid Research Letters 2

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  为解决便携式电子设备对快速响应电极材料的需求,研究人员通过溶热法合成KOH辅助的Sr2FeCoO6/rGO纳米复合材料。XPS分析表明材料表面存在Co2+/Co3+和Fe2+/Fe3+氧化还原对,在添加氧化还原电解质的条件下实现577 F g?1比电容(1 A g?1)和77%循环稳定性(5000次)。与活性炭构建的非对称超级电容器展现出272 F g?1比电容,为经济型储能器件开发提供新思路。

  

在能源存储领域掀起新浪潮的这项研究中,科研团队采用溶热合成法(solvothermal synthesis)巧妙制备了KOH活化的锶铁钴氧(Sr2FeCoO6)与还原氧化石墨烯(rGO)的纳米复合材料。通过X射线光电子能谱(XPS)这把"化学放大镜",发现材料表面藏着会变价的钴(Co2+/Co3+)和铁(Fe2+/Fe3+)离子,它们像灵活的电子搬运工,通过可逆氧化还原反应实现高效电荷存储。

这个"纳米级储能小能手"在添加氧化还原增强剂的电解液中大显身手,展现出577 F g?1的惊人比电容(电流密度1 A g?1时),经历5000次充放电循环后仍保持77%的容量,就像马拉松选手般耐力十足。更有趣的是,当与平民明星材料活性炭组队构建非对称超级电容器(asymmetric supercapacitor)时,这个"跨界组合"依然交出了272 F g?1比电容和72%循环稳定性的亮眼成绩单。

研究人员运用邓恩方法(Dunn's method)深入解析了电荷存储机制,揭示了这个材料体系既能"大口吞咽"电荷(电池型行为),又能"快速吞吐"能量(电容型特性)的双重本领。这项研究为开发"既快又省"的新型储能器件提供了重要参考,或许未来某天,我们的手机充电就能像加油一样快捷。

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