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Novel NiCoMn MOFs/Ag Citrate Nanocomposites for High-Performance Asymmetric Supercapacitor Applications
Electrochimica Acta ( IF 5.5 ) Pub Date : 2024-11-18 , DOI: 10.1016/j.electacta.2024.145373 Mohsin Ali Marwat, Muhammad Fawad Khan, Muhammad Humayun, Saad Ali, Muhammad Ramzan Abdul Karim, Syed Shaheen Shah, Mohamed Bououdina, Zia Ud Din, Kanwar Muhammad Adam, Syed Muhammad Abdullah
Electrochimica Acta ( IF 5.5 ) Pub Date : 2024-11-18 , DOI: 10.1016/j.electacta.2024.145373 Mohsin Ali Marwat, Muhammad Fawad Khan, Muhammad Humayun, Saad Ali, Muhammad Ramzan Abdul Karim, Syed Shaheen Shah, Mohamed Bououdina, Zia Ud Din, Kanwar Muhammad Adam, Syed Muhammad Abdullah
Addressing the challenges posed by the global energy crisis, this research article explores the pivotal role of novel NiCoMn MOFs/Ag Citrate Nanocomposites in advancing high-performance asymmetric supercapacitor applications. This study delves into the synthesis of an efficient supercapacitor electrode material using a nanocomposite, denoted as MAx (where x=1-3), combining NiCoMn metal-organic frameworks (MOFs, represented as M) with Ag-Citrate (notated as A). This synthesis employs an ultrasonication-assisted solvothermal approach. The XRD and SEM analyses authenticate the presence of anticipated phases and elements, revealing a seamless integration of the two components. Electrochemical assessments suggest that introducing Ag-citrate significantly augments the charge storage prowess of the nanocomposites. Specifically, the MA1 nanocomposite showcases a remarkable specific capacity of 762 C/g at 0.5 Ag−1, marking enhancements of 83% and 10% compared to pure Ag-citrate and unaltered MOFs, respectively. Furthermore, the asymmetric supercapacitor device based on this nanocomposite delivers optimal metrics: a specific capacity of 291.6 C/g at 2 Ag−1, an energy density of 61Whkg−1, a power density of 1500 Wkg−1, a Coulombic efficiency of 98.5%, and an enduring stability of 101% over 4000 cycles. This exploration accentuates the significant promise of NiCoMn MOFs/Ag-Citrate nanocomposites as efficient, economical, and durable supercapacitors for a spectrum of energy storage needs.
中文翻译:
用于高性能非对称超级电容器应用的新型 NiCoMn MOFs/Ag 柠檬酸盐纳米复合材料
为了应对全球能源危机带来的挑战,本研究文章探讨了新型 NiCoMn MOFs/Ag Citrate 纳米复合材料在推进高性能不对称超级电容器应用方面的关键作用。本研究深入探讨了使用纳米复合材料合成高效的超级电容器电极材料,表示为 MAx(其中 x=1-3),结合 NiCoMn 金属有机框架(MOF,表示为 M)和 Ag-Citrate(表示为 A)。该合成采用超声辅助溶剂热方法。XRD 和 SEM 分析验证了预期相和元素的存在,揭示了这两个组件的无缝集成。电化学评估表明,引入 Ag-citrate 显着增强了纳米复合材料的电荷存储能力。具体来说,MA1 纳米复合材料在 0.5 Ag-1 下表现出 762 C/g 的显着比容量,与纯 Ag-柠檬酸盐和未改变的 MOF 相比,分别提高了 83% 和 10%。此外,基于这种纳米复合材料的非对称超级电容器器件提供了最佳指标:在 2 Ag-1 时的比容量为 291.6 C/g,能量密度为 61Whkg-1,功率密度为 1500 Wkg-1,库仑效率为 98.5%,在 4000 次循环中持久稳定性为 101%。这项探索强调了 NiCoMn MOFs/Ag-Citrate 纳米复合材料作为高效、经济和耐用的超级电容器的巨大前景,可满足一系列储能需求。
更新日期:2024-11-18
中文翻译:
用于高性能非对称超级电容器应用的新型 NiCoMn MOFs/Ag 柠檬酸盐纳米复合材料
为了应对全球能源危机带来的挑战,本研究文章探讨了新型 NiCoMn MOFs/Ag Citrate 纳米复合材料在推进高性能不对称超级电容器应用方面的关键作用。本研究深入探讨了使用纳米复合材料合成高效的超级电容器电极材料,表示为 MAx(其中 x=1-3),结合 NiCoMn 金属有机框架(MOF,表示为 M)和 Ag-Citrate(表示为 A)。该合成采用超声辅助溶剂热方法。XRD 和 SEM 分析验证了预期相和元素的存在,揭示了这两个组件的无缝集成。电化学评估表明,引入 Ag-citrate 显着增强了纳米复合材料的电荷存储能力。具体来说,MA1 纳米复合材料在 0.5 Ag-1 下表现出 762 C/g 的显着比容量,与纯 Ag-柠檬酸盐和未改变的 MOF 相比,分别提高了 83% 和 10%。此外,基于这种纳米复合材料的非对称超级电容器器件提供了最佳指标:在 2 Ag-1 时的比容量为 291.6 C/g,能量密度为 61Whkg-1,功率密度为 1500 Wkg-1,库仑效率为 98.5%,在 4000 次循环中持久稳定性为 101%。这项探索强调了 NiCoMn MOFs/Ag-Citrate 纳米复合材料作为高效、经济和耐用的超级电容器的巨大前景,可满足一系列储能需求。