高导电间隔 TiO$_2$ 纳米管实现纳晶 Nb$_2$O$_5$ 均匀涂覆及高性能超级电容器应用
应用物理
2020-05-05 v1 材料科学
摘要
本文报道了对含氮化处理的间隔 TiO 纳米管 conformally 涂覆纳晶 NbO 层后电化学行为的研究，发现这些层次结构具有出色的超级电容器性能。通过三步工艺获得高度有序的导电 1D 电极：i) 生长具有可调间距的自组织纳米管，ii) 在管间隙中 conformally 涂覆 NbO（同时保持整个活性区域的电解液完全接触），iii) 高温氮化处理。关键在于生长具有规律管间距的纳米管阵列，以实现对诸如 NbO 等次级材料的优化涂覆。我们观察到电极电容从裸 TiO 纳米管的 158 F cm-2 增加到涂覆 NbO 的 TiO/NbO 纳米管的 1536 F cm-2，最终增至经氮化处理后涂覆 NbO 纳米管的 37 mF cm-2。这种剧烈的增加可归因于：首先，建立在管阵列之间的规律间距，随后可实现对次级活性涂覆的 conformally 涂覆；其次，氮化处理导致整个支架电子导电性的剧烈增加，从而降低电阻损耗。
引用
@article{arxiv.2005.01603,
title = {Highly Conducting Spaced TiO$_2$ Nanotubes Enable Defined Conformal Coating with Nanocrystalline Nb$_2$O$_5$ and High Performance Supercapacitor Applications},
author = {Selda Ozkan and Nhat Truong Nguyen and Imgon Hwang and Anca Mazare and Patrik Schmuki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.01603},
year = {2020}
}