Synthèse hydrothermale de microsphères CoMoO4 comme excellent matériau d'électrode pour supercondensateur

Contexte

Il est important de développer la conversion et le stockage des énergies alternatives renouvelables en raison de la dégradation rapide des énergies fossiles. Le supercondensateur, en tant que sorte de dispositif de stockage d'énergie, a attiré beaucoup d'attention ces dernières années [1,2,3,4,5]. Les supercondensateurs présentent des performances souhaitables, telles qu'une densité de puissance élevée, un temps de charge court et une longue durée de vie [6,7,8]. Selon le mécanisme de stockage de charge, les supercondensateurs pourraient être classés en condensateurs électrochimiques à double couche (EDLC) et en condensateurs électrochimiques redox (c'est-à-dire pseudocapacité (PC)). Le mécanisme de stockage de charge des EDLC est lié à l'adsorption et à la désorption réversibles des ions électrolytes sur la surface électrode/électrolyte, tandis que celui des PC est lié aux réactions redox à la surface de l'électrode [4, 6, 8, 9]. Par conséquent, que ce soit pour les EDLC ou les PC, les électrodes sont très importantes, et il est nécessaire de trouver un matériau d'électrode intéressant pour l'application des supercondensateurs. Généralement, la densité énergétique des PC est supérieure à celle des EDLC [10, 11]. De nombreux matériaux d'oxyde métallique, tels que NiO [12, 13], Co₃ O₄ [3], CuO [14], MnO₂ [15], et SnO₂ [16], ont attiré beaucoup d'attention pour l'utilisation comme électrodes de supercondensateur. Parmi ces oxydes métalliques, les oxydes de molybdène et les oxydes de cobalt sont des candidats prometteurs pour des applications en raison de leur activité redox élevée, de leurs multiples états d'oxydation, de leur capacité spécifique théorique élevée, de leur stockage réversible de petits ions et de leur faible coût [11]. Zhou et al. MoO préparé₂ nanoparticules, et l'échantillon montre une capacité spécifique élevée de 621 F g ⁻¹ [17], et Wu et al. étudié les propriétés de MoO₂ /CNT avec une capacité de 467,4 F g ⁻¹ [18].

Les oxydes métalliques mixtes ont beaucoup attiré l'attention en raison de leur activité redox élevée, de leur bonne conductivité électrique, de leur stockage réversible de petits ions et de leur faible coût [11]. Parmi eux, les molybdates métalliques ont attiré beaucoup d'attention pour les applications de stockage d'énergie. Tels que NiMoO₄ [19,20,21], MnMoO₄ [22, 23], CoMoO₄ [6, 8, 11, 24, 25] et d'autres molybdates métalliques ont été largement étudiés en tant qu'excellents matériaux d'électrode pour supercondensateur. Comme indiqué dans les réfs. [26,27,28], CoMoO₄ est avantageux en raison de son faible coût et de sa non-toxicité et présente des propriétés électrochimiques améliorées. Veerasubramani et al. préparé le CoMoO₄ en forme de plaque avec une capacité spécifique d'environ 133 F g ⁻¹ à 1 mA cm ⁻² [26]. Padmanathan et al. synthétisé le α-CoMoO₄ nanoflocons/CFC utilisés comme supercondensateur symétrique avec une capacité spécifique de 8,3 F g ⁻¹ à une densité de courant de 1 A g ⁻¹ en électrolyte organique [29]. De plus, Kazemi et al. obtenu le CoMoO₄ en forme de pissenlit avec une excellente capacité spécifique de 2100 F g ⁻¹ à une densité de courant de 1 A g ⁻¹ [8]. Xia et al. a signalé que le CoMoO₄ /Les composites de graphène présentent une capacité spécifique de 394,5 F g ⁻¹ (à la vitesse de balayage de 1 mV s ⁻¹ ), qui est environ 5,4 fois la valeur du pur CoMoO₄ [30].

Dans cet article, le CoMoO₄ les nanoflocons ont été synthétisés par une méthode hydrothermale simple à différents temps de réaction hydrothermale, suivie d'une calcination à 400 °C dans un four à moufle. Les propriétés électrochimiques des échantillons ont été étudiées en utilisant les méthodes de voltamétrie cyclique (CV), de décharge de charge galvanostatique (GCD) et de spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS). Selon les résultats des tests GCD, les échantillons présentent des capacités spécifiques de 151, 182, 243, 384 et 186 F g ⁻¹ à une densité de courant de 1 A g ⁻¹ dans un électrolyte KOH 2 M. L'échantillon CMO-12 montre une propriété électrochimique intéressante.

Expérimental

Synthèse de CoMoO₄

Le CoMoO₄ les échantillons ont été synthétisés par une méthode hydrothermale simple. Tout d'abord, 0,4410 g Co(NO₃ )₂ ·6H₂ O et 0,2675 g (NH₄ )₆ Lu₇ O₂₄ ·4H₂ O (AHM) ont été dissous dans 30 ml d'eau distillée sous agitation magnétique pendant 10 minutes à température ambiante pour obtenir une solution mélangée limpide. Deuxièmement, 0,3621 g d'urée a été ajouté lentement dans la solution mélangée de Co(NO₃ )₂ ·6H₂ O et AHM sous agitation magnétique. Le mélange a été agité pendant 1 h pour former une solution homogène. Ensuite, la solution homogène a été transférée dans un autoclave en acier inoxydable revêtu de téflon de 50 ml et maintenue à 180 °C dans un four électrique pendant 1 h. D'autres échantillons ont été préparés avec les temps hydrothermaux de 4, 8, 12 et 24 h, respectivement. Les produits tels que synthétisés ont été refroidis à température ambiante avec le four. Ensuite, la solution résultante a été centrifugée avec de l'eau distillée et de l'éthanol. Le précipité obtenu a été séché à 60 °C dans une étuve à vide pendant 10 h. Enfin, le précipité séché a été calciné à 400 °C dans un four à moufle pendant 2 h pour obtenir les produits finaux. Les produits finaux ont été marqués comme CMO-1, CMO-4, CMO-8, CMO-12 et CMO-24, respectivement.

Caractérisation des matériaux

Les structures cristallines des échantillons ont été déterminées par diffraction des rayons X (XRD; Bruker, D8 Discover) à 40 kV et 40 mA. Les morphologies des échantillons ont été examinées par microscopie électronique à balayage à émission de champ (FE-SEM; Zeiss, SUPRA 40) et microscopie électronique à transmission (MET; JEM-2100). Les isothermes d'adsorption-désorption d'azote des échantillons ont été obtenues en utilisant l'appareil de physico-adsorption Autosorb-iQ. Ensuite, les surfaces spécifiques et les distributions de tailles de pores des échantillons ont été obtenues par les méthodes Brunauer-Emmett-Teller (BET) et Barrett-Joyner-Halenda (BJH).

Préparation de l'électrode de travail et mesures électrochimiques

Les électrodes de travail ont été préparées selon la méthode rapportée dans la littérature [31]. Les produits tels que synthétisés, les noirs d'acétylène et le polytétrafluoroéthylène (PTFE) ont été mélangés avec un rapport pondéral de 70:20:10 pour former une pâte homogène. Ensuite, il a été appliqué sur la mousse de nickel nettoyée avec une surface de 1 cm × 1 cm. Après séchage dans une étuve sous vide à 50 °C pendant 6 h pour éliminer le solvant, la mousse de nickel a ensuite été pressée à 10 MPa pendant 2 min par machine à billes. La masse du matériau actif sur l'électrode était d'environ 3 à 5 mg.

Les propriétés électrochimiques des échantillons ont été caractérisées en utilisant une station de travail électrochimique CS 350 (CorrTest, Wuhan) à température ambiante. Deux moles par litre de solutions de KOH ont été utilisées comme solution d'électrolyte et un système à trois électrodes a été utilisé pour la mesure. CoMoO₄ , du platine et une électrode au calomel saturé (SCE) ont servi d'électrode de travail, de contre-électrode et d'électrode de référence, respectivement. Les courbes CV ont été réalisées dans la plage de potentiel de − 0,2 à + 0,6 V à différentes vitesses de balayage de 5, 10, 20, 40, 50 et 100 mV s ⁻¹ . Les courbes GCD ont été testées à différentes densités de courant de 1, 1,5, 2, 3, 5 et 8 A g ⁻¹ . L'EIS des échantillons a été étudié de 0,01 Hz à 100 kHz.

Résultats et discussion

Caractérisation structurale et morphologique

Comme le montre la figure 1, les modèles XRD des échantillons sont cohérents avec le modèle standard de CoMoO₄ (JCPDS n° 21-0868), et ils sont similaires à ceux rapportés dans les précédents [6, 8, 32, 33]. Les pics de diffraction à 13,1°, 19,1°, 23,3°, 26,5°, 27,2°, 28,3°, 32,0°, 33,6°, 36,7°, 40,2°, 43,6°, 47,0°, 52,1°, 53,7°, 58,4° et 64,5° correspondent aux réflexions des (001), (\( \overline{2} \)01), (021), (002), (\( \overline{1} \)12), (\( \ overline{3} \)11), (\( \overline{1} \)31), (\( \overline{2} \)22), (400), (003), (\( \overline{2 } \)41), (241), (\( \overline{2} \)04), (\( \overline{4} \)41), (024) et (243) plans, respectivement. Comme le montre la figure 1, les pics de diffraction plus larges et plus faibles des diagrammes XRD pour CoMoO₄ échantillons ont été observés, indiquant la cristallisation plus faible dans les échantillons. Comme indiqué dans les réfs. [8, 34], la cristallinité plus faible joue un rôle essentiel pour améliorer le comportement électrochimique dans les applications de supercondensateurs.

Modèles XRD de cinq échantillons

Les morphologies de surface de CoMoO₄ les échantillons ont été caractérisés par SEM et MET. Comme le montre la figure 2, des structures de microsphères ont été observées pour tous les échantillons et la microsphère était constituée de nanoflocons. Avec l'augmentation du temps hydrothermal, l'épaisseur des nanofeuillets augmente d'abord puis diminue, et les nanoflocons les plus épais ont été obtenus dans l'échantillon avec un temps hydrothermal de 12 h. Les figures 3a, b montrent les images de cartographie des éléments de spectroscopie à dispersion d'énergie (EDS) et le spectre EDS de CMO-12. Selon les images de cartographie des éléments, les éléments Co, Mo et O sont uniformément répartis dans la microsphère. Le rapport molaire des éléments de Co, Mo et O est d'environ 1:1:4, ce qui correspond à la composition de CoMoO₄ . La figure 3c, d montre les images MET du CMO-12. Comme le montre l'encart de la figure 3c, les diagrammes de diffraction électronique à zone sélectionnée (SAED) révèlent la nature monocristalline du CoMoO₄ . Les taches de diffraction claires pourraient être attribuées aux plans cristallins (\( \overline{2} \)22), (024), (\( \overline{1} \)31) et (002) du CoMoO₄ . La figure 3d est l'image HRTEM ; il montre l'espacement du réseau de 0,34 et 0,27 nm, qui pourrait être lié aux plans (002) et (\( \overline{1} \)31) de CoMoO₄ , respectivement.

Les images SEM à faible et fort grossissement des échantillons. un , b CMO-1. c , d CMO-4. e , f CMO-8. g , h CMO-12. je , j CMO-24

un Image de cartographie des éléments de spectroscopie à dispersion d'énergie (EDS) et distribution de Co, Mo et O. b Le spectre et l'encart EDS sont des pourcentages de ration molaire des éléments Co, Mo et O. c Le MET à fort grossissement et l'encart sont le motif de diffraction électronique de la zone sélectionnée. d L'image HRTEM de l'échantillon CMO-12

La figure 4 montre les distributions de la taille des pores et N₂ isothermes d'adsorption-désorption de CoMoO₄ échantillons. Selon le N₂ isothermes d'adsorption-désorption des échantillons, toutes les isothermes montrent la caractéristique de type IV avec H₃ -type boucles d'hystérésis. Les surfaces spécifiques BET de CMO-1, CMO-4, CMO-8, CMO-12 et CMO-24 ont été calculées comme étant de 18,4, 29,2, 42,8, 74,1 et 26,2 m ² g ⁻¹ , respectivement. L'échantillon CMO-12 présente la surface BET la plus élevée, et la surface BET élevée pourrait augmenter la surface de contact électrode/électrolyte et fournir des sites plus actifs pour un transport efficace des électrons et des ions dans le système d'électrodes [35]. Comme le montre la figure 4, des pics nets dans la distribution de la taille des pores des échantillons sont situés à 145,9, 74,1, 22,6, 27,9 et 75,3 nm, respectivement. Cela indique qu'il y a des mésopores dans CMO-8 et CMO-24. Cependant, quelques macropores sont détectés dans les échantillons CMO-1, CMO-4 et CMO-24. Lorsque des matériaux sont utilisés dans des supercondensateurs, les structures mésoporeuses des matériaux pourraient également augmenter la surface de contact entre l'électrode et l'électrolyte ; il y a plus de sites actifs suffisants pour un transport efficace des électrons et des ions dans le système d'électrodes [36,37,38]. Par conséquent, le CMO-12 avec la surface spécifique BET et la structure des mésopores les plus élevées pourraient présenter de meilleures propriétés électrochimiques que les autres échantillons.

Distributions de la taille des pores et N₂ isothermes d'adsorption-désorption des échantillons

Caractérisation électrochimique

Courbes CV de CoMoO₄ échantillons à différentes vitesses de balayage de 5 à 100 mV s ⁻¹ dans l'électrolyte KOH 2 M avec une plage de potentiel de − 0,2 V à + 0,6 V (vs. Hg/HgO) sont illustrés à la Fig. 5a –e. Les pics de réaction faradiques typiques sont clairement visibles dans toutes les courbes, ce qui indique que le CoMoO₄ les électrodes sont des électrodes de pseudo-condensateur. Le pic redox observé est dû à la cinétique de transfert de charge du Co ²⁺ et Co ³⁺ associé à l'OH ⁻ dans l'électrolyte [8, 26]. La réaction redox du Co ²⁺ /Co ³⁺ est répertorié comme suit [39, 40] :

Les courbes CV sous différentes vitesses de balayage de 5, 10, 20, 40, 50 et 100 mV s ⁻¹ d'échantillons a CMO-1, b CMO-4, c CMO-8, d CMO-12, et e CMO-24 dans la fenêtre de potentiel variait de − 0,2 à + 0,6 V. f La capacité spécifique des échantillons sous différentes vitesses de balayage de 5 à 100 mV s ⁻¹ . L'encart dans f est les tracés du courant de crête anodique et cathodique par rapport à la racine carrée de la vitesse de balayage

Comme le montre la Fig. 5a–e, avec l'augmentation des taux de balayage, les pics redox se déplacent respectivement vers des potentiels plus élevés et plus bas. La différence de potentiel entre les pics d'oxydation et les pics de réduction a également augmenté avec l'augmentation de la vitesse de balayage. Cela indique que le degré irréversible et la réaction quasi-réversible augmentent avec l'augmentation de la vitesse de balayage [36, 41]. Le décalage est principalement lié à la résistance interne de l'électrode et à la polarisation causée par une vitesse de balayage élevée [36, 42]. Une relation presque linéaire entre les potentiels de pics redox et la racine carrée de la vitesse de balayage a été observée, ce qui peut être vu dans l'encart de la figure 5f. La relation approximativement linéaire indique également que la cinétique de réaction au cours du processus redox est probablement contrôlée par le processus de diffusion des ions [6].

Selon les courbes CV, la capacité spécifique des échantillons peut être calculée par l'équation suivante :

$$ {C}_{\mathrm{sp}}=\frac{\int_{V_1}^{V_2} IdV}{m\times v\times \Delta V}, $$ (4)

où C _sp (F g ⁻¹ ) est la capacité spécifique, V ₁ et V ₂ sont la tension de début et de fin, ∫IdV est l'aire intégrale des courbes CV, m (g) est la masse de matériaux actifs se chargeant sur l'électrode, v (mV s ⁻¹ ) est les taux de balayage potentiels, et ∆V (V) est la fenêtre de potentiel de balayage. Les capacités spécifiques des échantillons ont été calculées sur la base des courbes CV en utilisant l'Eq. (4), qui sont montrés dans la Fig. 5f. Les capacités spécifiques de tous les échantillons diminuent avec l'augmentation des taux de balayage. Plus OH ⁻ peut atteindre le site actif avec des conditions plus favorables à un faible taux de balayage potentiel [31, 43]. De plus, une vitesse de balayage plus élevée conduit à l'épuisement ou à la saturation des protons dans l'électrolyte à l'intérieur de l'électrode pendant le processus redox, et seule la surface externe pourrait être utilisée pour le stockage de charge [41, 43, 44]. Lorsque le temps de synthèse hydrothermale passe de 1 à 12 h, les capacités spécifiques des échantillons montrent une augmentation évidente de 171,3 à 315,7 F g ⁻¹ à une vitesse de balayage de 5 mV s ⁻¹ . Cependant, la capacité spécifique diminue de 315,7 à 178,7 F g ⁻¹ lorsque le temps hydrothermal passe de 12 à 24 h. Par conséquent, l'échantillon CMO-12 (c'est-à-dire que le temps hydrothermal est de 12 h) montre une excellente capacité spécifique. La capacité spécifique de 315,7 F g ⁻¹ à 5 mV s ⁻¹ est meilleur que celui de 286 F g ⁻¹ pour CoMoO₄ nanotiges [11] et 95,0 F g ⁻¹ pour le pur CoMoO₄ [45] et comparable à 322,5 F g ^− 1 pour RGO/CoMoO₄ [45].

Une telle propriété électrochimique améliorée peut être confirmée par les tests de charge-décharge galvanostatiques suivants. Les tests GCD des échantillons ont été effectués à différentes densités de courant de 1, 1,5, 2, 3, 5 et 8 A g ⁻¹ dans 2 M d'électrolyte KOH, et les résultats sont présentés sur la Fig. 6a–e. Les courbes GCD non linéaires pourraient être attribuées par la réaction redox [46], ce qui est cohérent avec les courbes CV. Comme le montrent ces courbes, le temps de décharge du CMO-12 est significativement plus long que celui des autres échantillons, indiquant une capacité spécifique beaucoup plus élevée dans le CMO-12. Cela pourrait être confirmé davantage par les résultats calculés suivants. Les capacités spécifiques du CoMoO₄ l'électrode peut être calculée en utilisant l'équation suivante :

$$ C=\frac{I\times \Delta t}{m\times \Delta V}, $$ (5)

où C (F g ⁻¹ ) est la capacité spécifique, I (A) est le courant de décharge, ∆t (s) fait référence aux temps de décharge, m (g) est la masse de matière active chargée sur la surface de l'électrode, et ∆V (V) est la fenêtre de potentiel appliqué [6, 8, 26]. La figure 6f montre la capacité spécifique calculée des échantillons à différentes densités de courant. Avec l'augmentation de la densité de courant, les capacités spécifiques des échantillons sont diminuées. Ceci peut être attribué au contact efficace entre les ions et les sites électroactifs de l'électrode. À haute densité de courant, il n'y a qu'une partie du total des sites de réaction disponibles car les ions électrolytiques souffrent d'une faible diffusion, ce qui conduit à une réaction d'insertion incomplète et à une faible capacité spécifique [19, 45]. À partir de la figure 6f, nous pouvons voir que le CMO-12 a la capacité spécifique la plus élevée, qui est de 384, 337, 307, 269, 229 et 172 F g ⁻¹ à la densité de courant de 1, 1,5, 2, 3, 5 et 8 A g ⁻¹ , respectivement. La capacité spécifique du CMO-12 montre une bonne capacité de débit. De plus, la capacité spécifique du CMO-12 est également plus élevée que celle rapportée dans certaines littératures précédentes. Comme rapporté par Tian et al. [39], la capacité spécifique du Co-Mo-O en forme d'aiguille est de 302 F g ⁻¹ à une densité de courant de 1 A g ⁻¹ . La capacité spécifique maximale de CoMoO₄ était d'environ 133 F g ⁻¹ à 1 mA cm ⁻² dans l'article de Veerasubramani [26]. Dans Réf. [29], la capacité spécifique de α-CoMoO₄ nanoflakes/CFC utilisé comme supercondensateur symétrique n'est que de 8,3 F g ⁻¹ à une densité de courant de 1 A g ⁻¹ . En outre, un taux de décharge élevé ou une densité de courant élevée est très important pour un véritable dispositif de supercondensateur, ce qui implique un processus de charge-décharge rapide [43]. À une densité de courant élevée de 8 A g ⁻¹ , les capacités spécifiques des cinq échantillons sont de 97, 109, 148, 172 et 98 F g ⁻¹ , respectivement.

Les courbes GCD sous différentes densités de courant de 1, 1,5, 2, 3, 5 et 8 A g ⁻¹ d'échantillons a CMO-1, b CMO-4, c CMO-8, d CMO-12, et e CMO-24 dans la fenêtre de potentiel variait de - 0,2 à + 0,58 V. f La capacité spécifique des échantillons calculée par les résultats GCD

Les stabilités du CoMoO₄ des électrodes ont été détectées dans un électrolyte KOH 2 M à une densité de courant de 8 A g ⁻¹ pour 1 000 cycles, qui sont illustrés à la figure 7. Après 1 000 cycles, les cinq échantillons montrent une rétention de 102,9, 87,8, 101,5, 94,2 et 100,5%, respectivement. Pour l'augmentation de la capacité spécifique pendant le processus de charge-décharge cyclique, cela pourrait être attribué à l'activation du CoMoO₄ surface avec le temps [6]. Il fait la surface de CoMoO₄ contact complet avec l'électrolyte, ce qui conduit à l'amélioration des propriétés électrochimiques [6, 47, 48]. La figure 7b montre l'efficacité coulombique de CoMoO₄ échantillons pendant les 1000 cycles de charge-décharge, ce qui montre également une capacité spécifique élevée. Les résultats indiquent que tous ces échantillons ont une bonne stabilité à long cycle. La capacité hautement spécifique, la grande capacité de débit et la stabilité fine à long cycle indiquent que l'échantillon CMO-12 a une excellente propriété électrochimique.

un Performances de cyclage des électrodes à 8 A g ⁻¹ . b L'efficacité coulombienne correspondante des échantillons lors du test de cyclisme

Évaluer davantage la propriété électrochimique de CoMoO₄ électrode, l'EIS de cinq échantillons est enregistré dans un électrolyte KOH 2 M. La figure 8 représente les graphiques de Nyquist de cinq échantillons. Les tracés de Nyquist représentent la réponse en fréquence du système électrode/électrolyte [26, 49]. Les spectres EIS peuvent être ajustés par le schéma de circuit équivalent, qui a été inséré dans la figure 8. Le tracé de Nyquist est composé d'un demi-cercle à haute fréquence et d'une ligne droite à basse fréquence. Le diamètre du demi-cercle à haute fréquence représente la résistance de transfert de charge de l'interface Faraday (R _ct ), et la pente de la droite à basse fréquence est le représentant de la résistance typique de Warburg (W₀ ) [41], respectivement. CPE1 est un élément à phase constante, ce qui représente la capacité double couche [43]. De plus, la résistance série R _s est la résistance interne, qui pourrait être obtenue à partir de l'interception des tracés sur l'axe réel [11]. Le R mesuré _s les valeurs sont de 2,83, 2,41, 1,51, 1,22 et 2,26 Ω pour les cinq échantillons, respectivement. Et le R équipé _ct les valeurs des cinq échantillons sont 1,69, 1,48, 0,72, 0,23 et 1,28 Ω. Les résultats de l'EIS montrent que l'échantillon CMO-12 a des valeurs inférieures de R _s et R _ct que les quatre autres échantillons. Cela indique que l'échantillon CMO-12 a des conductivités électronique et ionique plus élevées que les autres échantillons [35, 50, 51]. En outre, le CMO-12 avec une structure de mésopores a une surface BET plus élevée que les autres échantillons. La surface BET élevée et la bonne conductivité sont bénéfiques pour la réaction redox dans le système électrode/électrolyte.

Spectres EIS d'échantillons obtenus à une fréquence allant de 0,01 Hz à 100 KHz. L'encart est l'amplification locale des spectres EIS et le schéma électrique équivalent

Conclusions

En résumé, le CoMoO₄ Les microsphères ont été synthétisées avec succès par un processus de croissance hydrothermale couplé à un traitement de calcination. Les temps de synthèse hydrothermale sont respectivement de 1, 4, 8, 12 et 24 h. Les modèles XRD indiquent que le CoMoO₄ monophasé structure a été obtenue. Les images SEM montrent que les microsphères étaient composées de nanoflocons. Le CMO-12, qui a été préparé avec le temps hydrothermal de 12 h, a démontré d'excellentes performances de supercondensateur. Selon les tests GCD, les capacités spécifiques du CMO-12 sont de 384, 337, 307, 269, 229 et 172 F g ⁻¹ à des densités de courant de 1, 1,5, 2, 3, 5 et 8 A g ⁻¹ , respectivement, alors qu'il vient d'atteindre 151, 182, 243 ou 186 F g ⁻¹ à la densité de courant 1 A g ⁻¹ pour d'autres échantillons avec des temps hydrothermaux différents. Les capacités de rétention de l'échantillon CMO-12 après 1 000 cycles de charge-décharge à une densité de courant de 8 A g ⁻¹ montrer la belle stabilité à long cycle. Un tel comportement capacitif excellent pourrait être attribué à la structure des microsphères et à la surface BET élevée, et la bonne conductivité de l'électrode CMO-12 est également utile pour l'amélioration du comportement capacitif. La capacité spécifique élevée, la bonne capacité de débit et l'excellente stabilité de cyclage favorisent l'application pratique de CoMoO₄ matériaux dans les supercondensateurs.

Abréviations

BET :

Brunauer-Emmett-Teller

CV :

Voltamétrie cyclique

EDS :

Spectroscopie à dispersion d'énergie

EIS :

Spectroscopie d'impédance électrochimique

FE-SEM :

Microscopie électronique à balayage à émission de champ

GCD :

Charge-décharge galvanostatique

PTFE :

Polytétrafluoroéthylène

SAED :

Diffraction électronique à zone sélectionnée

SCE :

Électrode au calomel saturé

TEM :

Microscopie électronique à transmission

XRD :

Diffraction des rayons X