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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 6/2016

08.02.2016

Facile synthesis and characterization of MnO2 nanomaterials as supercapacitor electrode materials

verfasst von: Yucheng Zhao, Jacob Misch, Chang-An Wang

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 6/2016

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Abstract

MnO2 nanomaterials are synthesized via calcinations in air at various temperatures. Amorphous MnO2 masses appear between 100 and 300 °C and nanorods form above 400 °C. Transmission and scanning electron microscopy are used to observe the geometries of each material, with further structural analyses conducted using X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, and BET method. The electrochemical properties are investigated through galvanostatic charge/discharge cycling, electrochemical impedance spectra, and cyclic voltammetry within a three-electrode test cell filled with 1 mol L−1 Na2SO4 solution. The slightly asymmetric galvanostatic cycling curves suggest that the reversibility of the Faradaic reactions are imperfect, requiring a larger time to charge than discharge. The specific capacitances of each sample are calculated and trends are identified, proving that the samples synthesized at higher temperatures exhibit poorer electrochemical behaviors. The highest calculated specific capacitance is 175 F g−1 by the sample calcinated at 400 °C. However, the lower temperature samples exhibit more favorable geometric properties and higher overall average specific capacitances. For future research, it is suggested that surface modifications such as a carbon coating could be used in conjunction with the MnO2 nanorods to reach the electrochemical properties required by contemporary industrial applications.

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Metadaten
Titel
Facile synthesis and characterization of MnO2 nanomaterials as supercapacitor electrode materials
verfasst von
Yucheng Zhao
Jacob Misch
Chang-An Wang
Publikationsdatum
08.02.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 6/2016
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-4457-x

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