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Electrodeposition of Binder-Free Peptide/Co(OH)2 Nanohybrid Electrodes for Solid-State Symmetric Supercapacitors
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2021-09-13 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c01850
Devraj Singh 1 , Rohit G. Jadhav 1 , Apurba K. Das 1
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2021-09-13 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c01850
Devraj Singh 1 , Rohit G. Jadhav 1 , Apurba K. Das 1
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Organic–inorganic nanohybrids with diverse nanoarchitectures and intrinsic electronic properties are considered as efficient active materials for electrochemical charge storage applications. Herein, we have successfully electrodeposited peptide-based nanohybrids on carbon fiber paper (CP) substrates as the electrodes for the fabrication of symmetric supercapacitors (SCs). The electrodeposition technique has been used for in situ fabrication of a benzo[2,1,3]selenadiazole-5-carbonyl-protected BSeYY (BSe = benzo[2,1,3]selenadiazole; Y = tyrosine) dipeptide cross-linked with cobalt hydroxide (BSeYY/Co(OH)2) on CP without any additives such as binder and conductive materials. The synthesized nanohybrid BSeYY/Co(OH)2 has been well characterized. The electrochemical characterization of the nanohybrid electrode has been performed in alkaline electrolytes (1 M KOH and 1 M LiOH). The BSeYY/Co(OH)2 nanohybrid shows paramount electrochemical performance in 1 M KOH compared to 1 M LiOH. The electrochemical measurements exhibit an outstanding capacitance of 974.78 F g–1 at 1 A g–1 current density and a capacitance retention of 78.62% after 3000 cycles at 18 A g–1 in 1 M KOH electrolyte. The assembled symmetric SC device exhibits a maximum energy density of 16.35 W h kg–1 at 0.5 A g–1 and the highest power density of 617.37 W kg–1 at 2 A g–1. The symmetric device represents excellent capacitance retention of 81.04% at 2 A g–1 after 5000 cycles. The symmetric energy-storage device has been utilized to light up a red light-emitting diode. The efficient charge storage performance of the nanohybrid could be attributed to the cross-linked nanosheet structure with charge-storage sites and fast charge-transport channels.
中文翻译：
用于固态对称超级电容器的无粘合剂肽/Co(OH)2 纳米杂化电极的电沉积
具有多种纳米结构和固有电子特性的有机-无机纳米杂化物被认为是电化学电荷存储应用的有效活性材料。在此，我们成功地在碳纤维纸 (CP) 基材上电沉积了基于肽的纳米杂化物作为制造对称超级电容器 (SC) 的电极。电沉积技术已用于原位制造苯并 [2,1,3] 硒二唑-5-羰基保护的 BSeYY（BSe = 苯并 [2,1,3] 硒二唑；Y = 酪氨酸）二肽与CP 上的氢氧化钴 (BSeYY/Co(OH) 2 )，不含任何添加剂，如粘合剂和导电材料。合成的纳米杂化物BSeYY/Co(OH) 2已经很好地表征了。纳米混合电极的电化学表征已在碱性电解质（1 M KOH 和 1 M LiOH）中进行。与 1 M LiOH 相比，BSeYY/Co(OH) 2纳米杂化物在 1 M KOH 中显示出最重要的电化学性能。电化学测量显示在 1 A g –1电流密度下具有 974.78 F g –1的出色电容，在 1 M KOH 电解质中以 18 A g –1电流进行 3000 次循环后，电容保持率为 78.62% 。组装的对称SC器件呈现16.35 W时公斤的最大能量密度-1在0.5 A克-1和617.37W¯¯公斤的最高功率密度-1以2A克-1. 对称器件在 5000 次循环后在 2 A g –1 下具有 81.04% 的出色电容保持率。对称储能装置已被用于点亮红色发光二极管。纳米杂化物的高效电荷存储性能可归因于具有电荷存储位点和快速电荷传输通道的交联纳米片结构。
更新日期：2021-10-07
中文翻译：
用于固态对称超级电容器的无粘合剂肽/Co(OH)2 纳米杂化电极的电沉积
具有多种纳米结构和固有电子特性的有机-无机纳米杂化物被认为是电化学电荷存储应用的有效活性材料。在此，我们成功地在碳纤维纸 (CP) 基材上电沉积了基于肽的纳米杂化物作为制造对称超级电容器 (SC) 的电极。电沉积技术已用于原位制造苯并 [2,1,3] 硒二唑-5-羰基保护的 BSeYY（BSe = 苯并 [2,1,3] 硒二唑；Y = 酪氨酸）二肽与CP 上的氢氧化钴 (BSeYY/Co(OH) 2 )，不含任何添加剂，如粘合剂和导电材料。合成的纳米杂化物BSeYY/Co(OH) 2已经很好地表征了。纳米混合电极的电化学表征已在碱性电解质（1 M KOH 和 1 M LiOH）中进行。与 1 M LiOH 相比，BSeYY/Co(OH) 2纳米杂化物在 1 M KOH 中显示出最重要的电化学性能。电化学测量显示在 1 A g –1电流密度下具有 974.78 F g –1的出色电容，在 1 M KOH 电解质中以 18 A g –1电流进行 3000 次循环后，电容保持率为 78.62% 。组装的对称SC器件呈现16.35 W时公斤的最大能量密度-1在0.5 A克-1和617.37W¯¯公斤的最高功率密度-1以2A克-1. 对称器件在 5000 次循环后在 2 A g –1 下具有 81.04% 的出色电容保持率。对称储能装置已被用于点亮红色发光二极管。纳米杂化物的高效电荷存储性能可归因于具有电荷存储位点和快速电荷传输通道的交联纳米片结构。
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