二氧化錳研究展望是怎樣的
二氧化錳作為一種非貴金屬氧化物,具有本征的贗電容特性,吸引了研究者的目光。然而,需要指出的是,受限于較差的離子(10-13 S/cm) 與電子導(dǎo)電性 (10-5-10-6 S/cm),二氧化錳實(shí)際的比電容值往往遠(yuǎn)低于其理論的比容量(1380 F/g)和貴金屬RuO2,這很大程度上限制了其實(shí)際應(yīng)用。為了解決這個(gè)難題,減少/降低理論容量和實(shí)際容量存在的鴻溝,設(shè)計(jì)與準(zhǔn)確調(diào)控二氧化錳的納/微觀結(jié)構(gòu)成為研究者和業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。目前,二氧化錳的納米化,單層或者少層構(gòu)筑,與導(dǎo)電基底有效結(jié)合,異質(zhì)結(jié)構(gòu)建,缺陷構(gòu)筑和金屬摻雜等技術(shù)正全面推動(dòng)并激活二氧化錳本征的特性,進(jìn)一步提升了其作為超級(jí)電容器電極材料的性能。
在不同電解液中,二氧化錳呈現(xiàn)出相異的儲(chǔ)能行為。中性電解液伴隨著可逆的表/界面與體相的氧化還原反應(yīng),因其溫和與環(huán)境友好的特性,可以實(shí)現(xiàn)有效且可持續(xù)的儲(chǔ)能。酸性或堿性電解液因其產(chǎn)生的一些不可逆的副反應(yīng),嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用。在酸性電解液環(huán)境下,二氧化錳中的Mn發(fā)生不可逆溶出(MnO2+H++e-→MnOOH;MnOOH+3H++e-→Mn2++2H2O)。堿性電解液下會(huì)在電極表面形成鈍化層(Mn(OH)2),在一定程度上阻礙了活性位的暴露,限制了氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。
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