超电容实验组会报告PPT演示课件

,The Group Report,组会报告,先进材料与纳米研究院,CONTENTS,3,1,4,未来计划,文献阅读,致谢,Future Plans,Thanks,Article Reading,2,实验内容,Experimental progress,1,文献阅读,Article Reading,WO3有两个与众不同的特点,即电镀铬对光反应变色,形成钨青铜的反应产生阳离子(H +、Na +和Li+)用来存储能量。其次,可充放电的WO3作为超级电容器负极材料需要一个负偏压,可以促进小阳离子在光电化学系统中的反应。WO3可以吸收可见光产生电子空穴对,h-WO3有很多大六角隧道促进小阳离子电解质的输送,可以中和电子陷阱光激。,1,文献阅读,Article Reading,h-WO3的制备和表征:利用微波水热法从钨酸钠中脱出h-WO3,a.h-WO3的XRD衍射图像,(001)峰的增强强度2 = 22.18，沿001方向有更好的增长。 b.h-WO3 薄膜在PDMS底物上的SEM,这层薄膜分布均匀,保证h-WO3和FTO之间流动。SEM图像放大图,堆叠h-WO3杆在不同的方向组装结构 c.装配式h-WO3结构的TEM d.层间的距离是0.39nm,符合h-WO3(001)之间的层间距离 插图中最亮的点图d,推测为h-WO3的 001 晶面家族,证实001优先增长。,1,文献阅读,Article Reading,在黑暗和模拟阳光(300 w氙灯;100 mW厘米2)照明条件下进行CV和GCD测试,图a、b曲线在不同条件下h-WO3电极光制变色超级电容器的电容行为。最大的功率在光照下总是高于在黑暗中,说明光照下极大地增强了储能能力,图c,dGCD曲线，在充电和放电率0.15mA/cm2,光照下电容从15.33mF/cm2增加至17.58mF/cm2,1,文献阅读,Article Reading,太阳光的波长和强度对h-WO3电极电容的影响,h-WO3吸收光后生成光激的电子空穴对，随后,光激的电子参与能量储存的过程中,导致电容增加,a.CV曲线封闭区域随着光强度的而b.可以清楚地观察到光强度从25增加到200 mW/cm2时，电容从6.9增加到7.8mF/cm2。c不同波长的电容变化，波长从700减少到300nm,电容从0.060.20mF/cm2d.在入射光波长400nm以内，电容大幅减少，400nm以后电容量变化不大图e显示h-WO3结构的光学吸收谱,h-WO3电极对光波长447nm以下更敏感,1,文献阅读,Article Reading,增强的电容的主导机制,Q = Qsurface + Qpseudo,在20 mV s1(v1/2 = 7.07)分为两区域,当扫描速率20 mV1，扫描速率线性Q,表明是控制扩散的能量储存的过程。在光照和黑暗下，Qsurface值几乎相同:2.38103 C亮，2.33103 C黑。这表明太阳光对h-WO3和电解质表面吸附的质子影响有限。当扫描速率20 mV s1，当扫描速率变化Q的值不会有显著改变,表明是赝电容贡献(Qpseudo)。Qpseudo值在光照下从5.83103到6.89103 c,增加了16%,光致电容引起的增强主要是赝电容行为,1,文献阅读,Article Reading,能量储存过程的动力学h-WO3-Based超级电容器,i =av b,i代表当前电流,v是扫描速度,a和b是调整值,在阴极过程(图4 c),b值在照明或黑暗中从1减少到0.6，这意味着质子可能遇到更多的障碍,b值光照条件下在阳极过程比黑暗条件下大,如图4 d,也表明太阳能灯加快了放电过程的动力学过程,1,文献阅读,Article Reading,具体机制,在太阳光下以空穴对的形式充电和放电时，由于负电位作用,光激电子移动到界面电极和电解质之间的漏洞而被运送到了反电极，光激的电子和插入的质子被电解液中和,形成HxWO3,插入的质子h-WO3晶体结构可以通过大型六角h-WO3隧道和001优先增长的h-WO3(5b)因此,释放电子可以瞬间重组。放电光激直接作为电子集电器,大大减少电子输送距离,装置等效电路图,1,文献阅读,Article Reading,1,文献阅读,Article Reading,一、制造的PEDOT:PSS / Ag网格 a.PDMS/PET基底制造：PET基板被旋转涂布在液体PDMS上，清洗PET基质，120固化15min，再等离子体处理;b.底物置于打印机的滚筒下,在55加热。Ag网格在喷墨印花后120退火1 h;c.6vol%乙二醇和2vol%表面活性剂溶液涂覆在 Ag网格上，120退火15min二、全固态超级电容器的制备 a.凝胶电解质PVA,H3PO4和去离子水,混合后在90摄氏度加热下搅拌,直到它变成凝胶b.凝胶电解液涂在PEDOT:PSS/Ag网格上，在室温下干燥,两电极按在一起组装成超级电容器,1,文献阅读,Article Reading,a-c为单银网格的不同放大倍数的SEM图像d-f为 PEDOT:PSS/Ag网格不同放大倍数的SEM图像g是基于PET的银网格的3D轮廓h是用台阶仪测得基于PET的前后涂有PEDOT:PSS银网格的行高,1,文献阅读,Article Reading,基于PDMS/PET的PEDOT:PSS/Ag网格在高度弯曲时进行薄层电阻的测量（右图），两种混合电极的薄层电阻随着弯曲次数的增加而略有增加，如在图3c所示。弯曲一百次后，其薄层电阻只增加了2到3倍，展示了他们的比较高的柔性，（以金属纳米线为主的电极灵活性较差，主要是由于金属纳米线的长度过长）,1,文献阅读,Article Reading,a.CV曲线(扫描速率为100mV/S)不同层的电极的超级电容器的曲线。显然，超级电容器的电流密度随PEDOT:PSS层的数量增加。b.GCD曲线(恒定电流密度0.025mA/cm2）层数放电t。c.d.CV,GCD曲线（同）加入银网格，电流密度和循环充放电次数都明显,增加 PEDOT:PSS层主要归因于： PEDOT:PSS电极更多层具有较低的电阻，这有利于运输和收集载体；活性物质PEDOT，增加层数。在500 mV/s的高扫描速率下近矩形和典型的三角形状表明，超级电容器具有优良的电容器的特性,2,实验内容,Experimental progress,制备挑战杯需展示的电致变色和可拉伸超级电容器：一、打印PEDOT/PSS基底，打印银网格二、配制PDMS,抽真空去气泡，为后续实验做准备,2,实验内容,Experim