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Stimuli-Triggered Diffusion Dynamics in Single-Junction Electrode for Enhanced Supercapacitor Performance: Insights into the Carrier Relaxation and Charge Transfer Kinetics
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 4.8 ) Pub Date : 2024-11-08 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c03005 Peeyush Pandey, Rahul Prakashji Baisware, Vijay Kumar, Mohammad Qureshi
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 4.8 ) Pub Date : 2024-11-08 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c03005 Peeyush Pandey, Rahul Prakashji Baisware, Vijay Kumar, Mohammad Qureshi
Study of external triggers add new chemistry to energy storage research by virtue of controlling diffusion and charge transfer dynamics. Herein, we have chosen a model system, Ag2S-BiVO4 (Ag2S-BVO), for examining the diffusion dynamics upon light illumination using electrochemical and carrier relaxation studies. Favorable band alignments in the single-junction electrode lead to optimized carrier movement across the interfaces, developing a partial positive charge on the electrode, thereby enhancing the mass-transport of electrolyte ions toward the active electrode for efficient charge storage. Synergistic coupling across the heterojunction provides a high areal capacity of 338 mF cm–2 at 0.5 mA cm–2 under light illumination by facilitating the dominant diffusion characteristics within system. In addition, the Ag2S-BVO-based asymmetric supercapacitor exhibits an areal energy density of 32 mWh cm–2 @ 700 mW cm–2 under illumination. This study provides a strategy to tune the capacitive and diffusion contributions for high-performance light-sensitive supercapacitor devices.
中文翻译:
用于增强超级电容器性能的单结电极中的刺激触发扩散动力学:深入了解载流子弛豫和电荷转移动力学
通过控制扩散和电荷转移动力学,对外部触发器的研究为储能研究增添了新的化学成分。在此,我们选择了一个模型系统 Ag2S-BiVO4 (Ag2S-BVO),用于使用电化学和载流子弛豫研究来检查光照射下的扩散动力学。单液接电极中有利的谱带排列导致载流子在界面上的优化运动,在电极上产生部分正电荷,从而增强电解质离子向有源电极的质量传输,以实现有效的电荷存储。异质结上的协同耦合通过促进系统内的主要扩散特性,在光照下在 0.5 mA cm-2 下提供 338 mF cm–2 的高面容量。此外,基于 Ag2S-BVO 的非对称超级电容器在光照下的面能量密度为 32 mWh cm–2 @ 700 mW cm–2。本研究提供了一种策略来调整高性能光敏超级电容器器件的电容和扩散贡献。
更新日期:2024-11-08
中文翻译:
用于增强超级电容器性能的单结电极中的刺激触发扩散动力学:深入了解载流子弛豫和电荷转移动力学
通过控制扩散和电荷转移动力学,对外部触发器的研究为储能研究增添了新的化学成分。在此,我们选择了一个模型系统 Ag2S-BiVO4 (Ag2S-BVO),用于使用电化学和载流子弛豫研究来检查光照射下的扩散动力学。单液接电极中有利的谱带排列导致载流子在界面上的优化运动,在电极上产生部分正电荷,从而增强电解质离子向有源电极的质量传输,以实现有效的电荷存储。异质结上的协同耦合通过促进系统内的主要扩散特性,在光照下在 0.5 mA cm-2 下提供 338 mF cm–2 的高面容量。此外,基于 Ag2S-BVO 的非对称超级电容器在光照下的面能量密度为 32 mWh cm–2 @ 700 mW cm–2。本研究提供了一种策略来调整高性能光敏超级电容器器件的电容和扩散贡献。