في الآونة الأخيرة ، تعاون يان جيان ، الأستاذ في كلية علوم وهندسة المواد ، بجامعة خفى للتكنولوجيا ، مع ماو ون بينغ ، الباحث في مركز العلوم الحقلية القوي في معهد خفى لبحوث علوم المواد ، بالأكاديمية الصينية للعلوم ، لدراسة آل. 3+تم الإبلاغ عن استقرار الدراجات الكهروكيميائية لثاني أكسيد المنغنيز المنغمس في مجلة ACS Appl. Mater. Interfaces.
تتميز المكثفات الفائقة بخصائص قدرة محددة عالية ، ودورة حياة طويلة ، وصديقة للبيئة ، فهي تلعب دور الطاقة الخضراء في المنتجات الإلكترونية وأنظمة الطاقة الهجينة ، وتعتبر المواد الكهربائية فائقة السرعة العوامل الرئيسية التي تؤثر على الأداء الكهروكيميائي للمكثفات الفائقة. MNO 2) ليست فقط القدرة النظرية العالية الخاصة ، بل هي غنية أيضًا بالمواد الخام ، وهي مادة إلكترود ذات احتمالية جيدة للتطبيقات ، ومع ذلك ، نظرًا لضعف التوصيل ودرجة استقرار الدورة ، يجب تحسين معدل الاحتفاظ بالقدرة أثناء ركوب الدراجات الكهروكيميائية. يمكن للأيونات المعدنية تحسين الأداء الكهروكيميائي واستقرار درجة حرارة ثاني أكسيد المنغنيز.
أعد الباحثون Al بواسطة الترسيب الكيميائي 3+Doped MnO 2(آل MO) و MnO النقي 2(MO) نوعان من المواد الكهربائية وتحليل الأداء الكهروكيميائي للاثنين ، وجد الاختبار أن: قطب Al-MO لديه قدرة 264.6 F / g محددة بكثافة تيار 1 A / g ، وهو أعلى من القطب الكهربائي MO (180.6 F / g). وفي درجة حرارة الغرفة و 50 درجة مئوية ودرجات الحرارة العالية لديها استقرار دورة جيدة.بالمسح الميداني المسح الضوئي مراقبة المجهر الإلكتروني من القطب في دورات مختلفة بعد مورفولوجية الصغرى ، وجدت أن القطب MO تغير تدريجيا من الحبيبية إلى الإبرة هيكل ، ولكن لم يتغير شكل وضوح الشمس ، في حين أن القطب MO في نفس الوقت في دورة تغير الشكل والشكل البلوري.
ولزيادة فهم العلاقة بين تطور مورفولوجيا الإلكترود والاستقرار الكهروكيميائي ، استخدم الباحثون الرنين النووي المغنطيسي في الوضع الطبيعي لمراقبة Na في مختلف دورات الشحن والتفريغ. +في عملية الإقحام / عدم التداخل بين الأقطاب الموجبة MO و MO ، وجد أن ذروة 23Na من القطب الكهربائي MO أثناء الشحن والتفريغ أظهرت تغيرات مختلفة في إمكانات ودورات مختلفة ، مشيرة إلى أن القطب الكهربائي MO يخضع لتغييرات هيكلية في الدورة. ؛ أقطاب آل MO أثناء الشحن والتفريغ 23Na ذروة التغيير لا كبير، حتى في الدورة الأولى دون أي تغيير، مشيرا إلى نا + يحدث عكسها بسرعة جزءا لا يتجزأ من رد فعل آل MO القطب سطح / deintercalation أيضا أظهرت آل MO هيكل القطب مستقرة.
وبناء على نتائج الاختبار المذكورة أعلاه، يتكهن الباحثون تطور التشكل أثناء ركوب الدراجات MO الكهربائي قد اتبع "مسحوق - التجميع الذاتي" عملية نا + إقحام / deintercalation تسبب MNO 2تحدث التغييرات في الحجم أن تسبب الجسيمات النانوية من سطح مسحوق، هذه المساحيق النانوية أظهرت تغيرات شكلية بعد إعادة التجميع. وفي حالة السندات ضعيفة، والجسيمات الدقيقة تجميعها من الأم يجوز حل في حل كهربائيا. مع فقدان المواد الفعالة القطب، فإن قدرة انخفاضا تدريجيا. من MNO 2أداء آل 3+المنشطات، فمن الممكن لتعزيز الروابط بين جزيئات مسحوق، وهو ما يسهل تحسين MNO 2الاستقرار الهيكلي.
جزء من التجربة في الدراسة بالتعاون مع 600 ميغاهيرتز الصلبة خفى الطاقة الاستراتيجية والمراكز الإقليمية الرئيسية للأكاديمية الصينية للعلوم اكتمال الأدوات العلمية المواد من مطياف الرنين المغناطيسي النووي لتحقيق ثابت.
FIG: AL3 + مخدر MnO2 23Na الطيف شحن والتفريغ عملية، والتشكل وقدرة معينة في درجة حرارة الغرفة 50 درجة مئوية
