Effect of Sr Doping at the A Site on the Electrochemical Properties of LaCoO3 Used for Supercapacitor Applications

Die zunehmende weltweite Nachfrage nach nachhaltigen Energiespeicherlösungen hat das Potenzial von Superkondensatoren ins Rampenlicht gerückt, die im Vergleich zu herkömmlichen Batterien eine überlegene spezifische Kapazität, Leistungsdichte und Zyklenstabilität bieten. Dieser Artikel untersucht die elektrochemischen Eigenschaften von Lanthan-Kobaltoxid (LaCoO3), einem Perowskit-Material, das für seine hohe Kristallinität und reversible Oxidationsreduktionsfähigkeit bekannt ist. Die Studie konzentriert sich auf die Auswirkungen von Strontium (Sr) -Doping an der A-Stelle der Perowskit-Struktur, die die elektrochemische Leistung des Materials maßgeblich beeinflusst. Durch systematische Synthese mit der Sol-Gel-Methode wird untersucht, wie unterschiedliche Dotierungen von Sr die Phasenzusammensetzung, Mikrostruktur und Oberflächenchemie von LaCoO3 beeinflussen. Fortgeschrittene Charakterisierungstechniken wie Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie und Röntgen-Photoelektronenspektroskopie zeigen die strukturellen und chemischen Modifikationen, die durch Sr-Dotierung hervorgerufen werden. Elektrochemische Tests wie zyklische Voltammetrie, galvanostatische Ladungsentladung und elektrochemische Impedanzspektroskopie zeigen die verbesserte spezifische Kapazität und Zyklusstabilität von Sr-dotiertem LaCoO3. Bemerkenswert ist, dass die Probe mit 15% iger Sr-Dotierung (La0.85Sr0.15CoO3) die höchste spezifische Kapazität von 212,4 F / g bei einer Stromdichte von 1 A / g aufweist, was ihr Potenzial als Hochleistungselektrodenmaterial für Superkondensatoren unterstreicht. Der Artikel diskutiert auch die zugrunde liegenden Mechanismen der Sauerstoffleerstandsbildung und ihre Rolle bei der Verbesserung der elektrochemischen Eigenschaften des Materials und liefert ein tieferes Verständnis der Faktoren, die zu seiner überlegenen Leistung beitragen.