In-situ-XRD und Operando-Spektren-elektrochemische Untersuchung von tetragonalen WO-Nanodrahtnetzwerken für elektrochrome Superkondensatoren

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Elektrochrome Superkondensatoren (ESCs) sind aufgrund ihrer Vorteile der Dual-Funktions-Integration attraktiv für intelligente elektronische Geräteanwendungen.Leider sind die synchrone Doppelfunktionsbewertung und der wesentliche Reaktionsmechanismus mehrdeutig.Hier konstruierten wir eine bifunktionelle 3D-WO3-x-Nanodraht-Netzwerke/Fluor-dotiertes Zinnoxid (WO3-x NWNs/FTO)-Elektrode für ESCs durch eine solvothermale Selbstkristall-Impfmethode.Die synchrone Korrespondenzbeziehung zwischen der optischen und elektrochemischen Leistung der WO3-x NWNs/FTO-Elektrode wurde mit einer Operando-Spektren-elektrochemischen Charakterisierungsmethode untersucht.Es zeigt eine ausgezeichnete Flächenkapazität von 57.57 mF cm−2 mit einer hohen entsprechenden optischen Modulation (ΔT) von 85.05% und einer hohen optisch-elektrochemischen Zyklenstabilität.Darüber hinaus wird der synergistische Reaktionsmechanismus zwischen dem Al3+-Ionen-Interkalationsverhalten und der Oberflächen-Pseudokapazitätsreaktion während der elektrochemischen Zyklen unter Verwendung von in-situ-Röntgenbeugung aufgezeigt.Basierend auf diesen Ergebnissen wurde ein ESC-Gerät konstruiert, indem WO3-x/FTO als Kathode mit V2O5 Nanoflowers/FTO (V2O5 NFs/FTO) als Anode gepaart wurde, die gleichzeitig eine hohe Kapazität und eine große optische Modulation liefern.Darüber hinaus konnte der Energiespeicherstand des ESC-Geräts durch schnelle und reversible Farbübergänge in Echtzeit visuell überwacht werden.Diese Arbeit bietet einen vielversprechenden Weg zur Entwicklung multifunktionaler integrierter intelligenter Superkondensatoren.

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