Sintesis Nanokomposit MoS2/C Berbantuan Humat melalui Rute Kopresipitasi/Kalsinasi untuk Baterai Lithium Ion Performa Tinggi
Abstrak
Rute yang mudah, hemat biaya, tidak beracun, dan bebas surfaktan telah dikembangkan untuk mensintesis MoS2 /karbon (MoS2 /C) nanokomposit. Kalium humat terdiri dari berbagai macam gugus fungsi yang mengandung oksigen, yang dianggap sebagai kandidat yang menjanjikan untuk fungsionalisasi graphene. Menggunakan kalium humat sebagai sumber karbon, MoS dua dimensi2 /C nanosheets dengan bentuk tidak beraturan disintesis melalui proses co-presipitasi/kalsinasi yang stabil. Kinerja elektrokimia sampel sebagai anoda baterai lithium ion diukur, menunjukkan bahwa MoS2 /C nanokomposit dikalsinasi pada 700 °C (MoS2 /C-700) elektroda menunjukkan kinerja yang luar biasa dengan kapasitas debit tinggi 554,9 mAh g
− 1
pada kerapatan arus 100 mA g
− 1
dan efisiensi Coulomb sampel mempertahankan tingkat tinggi sekitar 100% setelah 3 siklus pertama. Secara bersamaan, MoS2 Elektroda /C-700 menunjukkan stabilitas siklus dan kinerja laju yang baik. Keberhasilan dalam mensintesis MoS2 /C nanokomposit melalui rute co-presipitasi/kalsinasi dapat membuka jalan baru untuk mewujudkan bahan anoda yang menjanjikan untuk baterai lithium ion berkinerja tinggi.
Latar Belakang
Karena kepadatan energinya yang tinggi, masa pakai yang lama, dan ramah lingkungan, baterai lithium ion (LIB) banyak digunakan dalam perangkat elektronik portabel [1] (misalnya, ponsel dan jam tangan), kendaraan listrik [2, 3], dan energi terbarukan. penyimpanan energi [4,5,6,7,8]. Grafit adalah bahan anoda yang paling banyak digunakan dalam LIB komersial, diuntungkan dari tegangan kerjanya yang rendah, konduktivitas yang baik, dan biaya yang rendah [9,10,11]. Namun, struktur karakteristik grafit mengarah pada pembuatan LiC yang layak6 , yang memungkinkan hanya satu interkalasi ion litium dalam setiap enam atom karbon yang menghasilkan kapasitas spesifik teoretis yang rendah sebesar 372 mAh g
− 1
, yang jauh dari kebutuhan bisnis saat ini [12].
Saat ini, lebih disukai untuk mendapatkan bahan elektroda yang sesuai dalam LIB untuk kapasitas baterai yang lebih tinggi, masa pakai siklus yang lebih lama, dan kemampuan laju yang lebih baik. Akibatnya, bahan anoda berbasis paduan Li [13], oksida logam transisi [14], oxysalts, dan sulfida logam transisi [15] sering disajikan sebagai bahan anoda dalam LIB, karena bahan ini menampilkan semua sifat yang diperlukan untuk elektroda yang sesuai. bahan. Di antara bahan-bahan ini, sulfida logam transisi (misalnya, CuS2 [16], WS2 [17], dan MoS2 [18,19,20] telah menjadi topik yang menarik dalam penelitian karena mereka berlimpah di bumi dan menunjukkan kapasitas spesifik yang tinggi ketika digunakan sebagai bahan anoda di LIBs [21]. Sebagai perwakilan biasa, MoS2 telah mendapatkan banyak perhatian karena strukturnya yang berlapis S-Mo-S [22], kapasitas spesifik teoretis yang tinggi dibandingkan dengan anoda grafit tradisional, dan ada reaksi transfer empat elektron ketika digunakan sebagai bahan anoda di LIBs [23, 24]. Selain itu, gaya van der Waals antara MoS2 lapisan sangat lemah, memungkinkan difusi lithium-ion tanpa menyebabkan perubahan volume yang signifikan [25, 26]. Namun, MoS2 masih merupakan bahan anoda yang tidak memuaskan karena konduktivitas listriknya yang rendah, yang menyebabkan siklus dan kinerja laju yang buruk [27]. Untuk mengatasi masalah ini, sejumlah strategi telah dikembangkan untuk meningkatkan konduktivitas listriknya seperti penggabungan MoS2 dengan bahan karbon [28,29,30].
Sampai saat ini, berbagai MoS2 /komposit karbon telah disintesis sebagai bahan anoda dalam LIB, yaitu MoS berlapis2 /graphene komposit [31], MoS2 /C multilayer nanospheres [32], MoS2 -CNT komposit [33], graphene/MoS berlapis-lapis2 heterostruktur [34], atau MoS seperti kelopak2 nanosheets ruang terbatas dalam bola karbon mesopori berongga [35]. Meskipun kemajuan yang memuaskan dalam konduktivitas listrik, siklus, dan kinerja tingkat elektroda, beberapa konflik lain dalam metode sintesis tetap ada. Saat ini, metode sintetik yang paling umum digunakan adalah pendekatan hidrotermal diikuti dengan proses annealing, yang dapat memperkenalkan matriks karbon dengan beberapa surfaktan seperti natrium oleat atau oleamina dan elemen belerang dengan beberapa L-sistein pada prosedur pertama. Selain itu, reagen organik yang mahal dan beracun selalu sangat diperlukan dan tidak dapat dihindari selama proses sintesis jika dibandingkan dengan metode kopresipitasi. Saat ini, metode kopresipitasi baru mulai mendapatkan popularitas dalam sintesis bahan berstruktur nano anorganik karena hemat biaya, tidak beracun, dapat dipercaya, dan stabil [36, 37]. Sejauh pengetahuan kami, hanya ada sedikit laporan tentang sintesis MoS2 /C nanokomposit melalui proses kopresipitasi/kalsinasi, terutama dengan kalium humat.
Kalium humat, semacam hidroksi karboksilat aromatik, yang terdiri dari berbagai macam gugus fungsi yang mengandung oksigen, dapat dianggap sebagai kandidat graphene yang difungsikan [38]. Secara umum, banyak penelitian telah dilakukan untuk menggunakan kalium humat sebagai sumber karbon untuk mensintesis bahan karbon dalam kondisi yang sangat keras [38, 39]. Huang [38] melaporkan bahwa kalium humat dapat karbonisasi langsung untuk mempersiapkan bahan oksida grafit tereduksi. Dalam makalah ini, MoS2 /C nanokomposit disintesis melalui rute co-presipitasi/kalsinasi, dengan menggunakan bahan organik (kalium humat) dan zat anorganik ((NH4 )6 Mo7 O24 ) sebagai reagen. Kinerja elektrokimia sampel sebagai anoda LIBs diukur, dan hasilnya menunjukkan bahwa sampel dikalsinasi pada 700 °C (MoS2 /C-700) menunjukkan kemampuan bersepeda dan perilaku kecepatan yang lebih baik. Kapasitas pengosongan sampel tetap pada 554,9 mAh g
− 1
setelah 50 siklus pada kerapatan arus 100 mA g
− 1
, yang jauh lebih baik daripada dua sampel lainnya yang masing-masing dikalsinasi pada 600 °C dan 800 °C. Sementara itu, MoS yang telah disiapkan2 /C-700 menampilkan kinerja elektrokimia yang sebanding [40, 24].
Metode/Eksperimental
Kalium humat diperoleh dari Double Dragons Humic Acid Co., Ltd. Xinjiang (Cina), dan analisis komposisi kalium humat ditunjukkan dalam file tambahan 1:Tabel S1. Semua reagen kimia (kecuali kalium humat) memiliki tingkat analitis murni dan digunakan tanpa pemurnian lebih lanjut.
Sintesis MoS2 /C
Prekursor dibuat dengan pengendapan bersama dari (NH4 )6 Mo7 O24 dan kalium humat dengan adanya HNO3 dilanjutkan dengan proses freeze-dried selama 2 hari. Dalam prosedur umum, 4 g kalium humat dilarutkan dalam 40 mL 0,25 M (NH4 )6 Mo7 O24 larutan. Selanjutnya, larutan yang disebutkan di atas ditambahkan tetes demi tetes ke dalam 100 mL 0,5 M HNO3 larutan dengan pengadukan magnet yang kuat. Durasi pengadukan magnet adalah selama beberapa jam. Presipitasi yang lebih rendah kemudian dipisahkan dari larutan campuran, dikeringkan-beku, dan diberi label sebagai prekursor Mo-HA. Prekursor dicampur dengan Na2 an anhidrat JADI4 (dengan proporsi 1:10) dan ditumbuk dalam mortar untuk membentuk campuran yang homogen. Campuran tersebut kemudian dikalsinasi pada 700 °C selama 3 jam (dengan laju pemanasan 10 °C min
− 1
) dan kemudian didinginkan secara alami hingga suhu kamar. Akhirnya, produk dicuci dengan air deionisasi dan etanol tiga kali diikuti dengan prosedur kering-beku untuk mendapatkan MoS2 /C bubuk. Secara paralel, sampel yang dikalsinasi pada 600 dan 800 °C juga disintesis.
Karakterisasi
Gugus fungsi organik permukaan kalium humat diukur dengan spektrofotometer transformasi Fourier (FT-IR, VERTEX 70, Bruker) dengan KBr sebagai sampel referensi. Struktur dan morfologi sampel yang berbeda dikarakterisasi dengan difraksi sinar-X (XRD, BRUKER D8 Advance) dengan radiasi Cu Kα (λ = 1.54178 Å), mikroskop elektron transmisi (TEM, Hitachi H-600), mikroskop elektron transmisi resolusi tinggi (HRTEM, JEM-2100F), mikroskop elektron pemindaian LEO 1450VP (SEM), spektrometer sinar-X dispersi energi (EDX), dan spektroskopi fotoelektron sinar-X (spektrometer XPS, ESCALAB 250Xi). Analisis termogravimetri (TGA) dilakukan pada penganalisis termogravimetri (Netzsch TGA 409). Spektrum Raman dilakukan di Bruker Senterra dengan panjang gelombang 532 nm.
Pengukuran Elektrokimia
Pengukuran elektrokimia dilakukan pada sel koin. Elektroda kerja dibuat dengan mencampur 80 berat% dari MoS yang telah disiapkan2 /C bahan aktif, 10 % berat asetilena hitam, dan 10 % berat polivinilidena fluorida (PVDF) dalam pelarut N-metil-2-pirolidinon (NMP) untuk membentuk bubur homogen. Bubur dilapisi pada foil tembaga dan dikeringkan dalam vakum pada 110 °C selama 12 jam. Sel-sel koin dirakit dalam glovebox berisi argon. Dalam pengukurannya, digunakan lithium foil sebagai elektroda lawan dan elektroda referensi, dan film polipropilen (Celgard-2400) digunakan sebagai pemisah. Larutan elektrolitnya adalah 1 mol L
− 1
LiPF6 dalam etilen karbonat (EC), dimetil karbonat (DMC), dan dietil karbonat (DEC) (EC/DMC/DEC, 1:1:1, rasio volume). Pengukuran charge-discharge galvanostatik dilakukan dalam kisaran potensial 0,01–3,0 V dengan menggunakan instrumen pengujian baterai LAND CT2001A (Wuhan) pada suhu kamar. Pengukuran voltametri siklik (CV) dilakukan pada stasiun kerja elektrokimia (CHI 660D) dengan kecepatan pemindaian 0,1 mV s
− 1
antara 0,01 dan 3,0 V.
Hasil dan Diskusi
Kimia permukaan kalium humat dipelajari menggunakan spektrum FTIR. Pada Gambar. 1a, puncak lebar berpusat pada 3400 cm
− 1
dianggap berasal dari vibrasi ulur OH, COOH, dan H2 Ikatan O, Puncaknya pada 1627, 1413, dan 1050 cm
− 1
dikaitkan dengan getaran peregangan gugus COO dan CH, OH dan seterusnya [41], masing-masing, menunjukkan gugus fungsi yang mengandung oksigen kaya pada permukaan kalium humat murni, yang bermanfaat untuk reaksi kompleksasi atau adsorpsi . Kurva TGA campuran homogen prekursor Mo-HA dan Na anhidrat2 JADI4 (dengan proporsi 1:10) dalam atmosfer argon dengan laju pemanasan 10 °C min
− 1
ditunjukkan pada Gambar. 1b. Dapat dilihat bahwa ada tiga langkah penurunan berat badan pada kurva TGA. Penurunan berat badan pertama adalah 1,59% dari suhu kamar hingga 250 °C, yang mungkin disebabkan oleh dekomposisi air di permukaan prekursor Mo-HA. Ada dua langkah penurunan berat badan berturut-turut, dengan penurunan berat 1,35% dari 250 ke 500 °C, dan penurunan berat 3,17% dari 500 ke 800 °C, dan kemudian massa tetap konstan, menunjukkan bahwa prekursor memiliki terurai sempurna pada 800 °C. Untuk sistem seperti itu, kami memilih ketiga suhu untuk kalsinasi tersebut sebagai 600, 700, dan 800 °C, dilambangkan sebagai MoS2 /C-600, MoS2 /C-700, dan MoS2 /C-800, masing-masing.
a Spektrum FT-IR kalium humat murni. b Kurva TGA campuran homogen prekursor Mo-HA dan Na anhidrat2 JADI4 (dengan proporsi 1:10)
Menurut literatur [34], mekanisme yang mungkin dari proses reaksi telah diusulkan dan digambarkan secara skematis dalam Skema 1. Selain itu, formula yang sesuai tercantum dalam file tambahan 1:Persamaan 1-5. Dalam persamaan ini, kalium humat disingkat K-HA. Mungkin ada kompleksasi ketika kalium humat dilarutkan dalam (NH4 )6 Mo7 O24 solusi, dengan partisipasi HNO3 solusi, yang mengarah ke generasi Mo-HA. Setelah memanaskan campuran prekursor Mo-HA dan Na anhidrat2 JADI4 dalam atmosfer argon pada suhu yang relatif tinggi, prekursor Mo-HA akan dikarbonisasi untuk membentuk intermediet karbon amorf, dan kemudian intermediet tersebut akan mereduksi Na2 anhidrat. JADI4 untuk menghasilkan Na2 S, selanjutnya dihidrolisis menjadi hidrogen belerang. Terakhir, hidrogen belerang dapat bereaksi dengan MoOx , yang mengarah pada pembentukan MoS2 /C nanokomposit.
Skema yang menggambarkan prosedur fabrikasi MoS2 /C nanokomposit
Gambar 2a–b menunjukkan pola XRD dan spektrum Raman dari MoS2 /C nanokomposit dikalsinasi pada suhu yang berbeda. Gambar 2a menunjukkan bahwa hampir semua puncak difraksi MoS2 /C-600 dan MoS2 /C-700 dapat diindeks dengan baik ke MoS heksagonal2 fase (kartu JCPDS no. 86-2308), yang konsisten dengan laporan sebelumnya [42]. Masih ada beberapa puncak lain yang tidak cocok dengan kartu standar di MoS2 /C-800 sampel. Kami berspekulasi bahwa kristal MoS2 /C telah hancur pada suhu tinggi. Dari spektrum Raman (Gbr. 2b), dapat dilihat bahwa puncak terletak di antara 379 dan 400 cm
− 1
milik E
12g (perpindahan dalam bidang atom Mo dan S) dan A 1g (perpindahan simetris di luar bidang atom Mo dan S) mode Raman, masing-masing [24, 43]. Pita muncul pada 1347 dan 1589 cm
− 1
adalah karakteristik D- dan G-band, dan nilai ID /AkuG adalah 0,96, 0,91, dan 0,94 saat suhu berubah dari 600 menjadi 800 °C. Yang pertama sesuai dengan karbon amorf atau sp
3
-karbon hibridisasi (D-band), dan yang terakhir ditetapkan ke sp
2
-karbon hibridisasi (G-band) [44]. Meskipun tidak ada perbedaan besar antara tingkat grafitisasi, MoS2 /C-700 sampel masih sedikit lebih tinggi dari dua sampel lainnya sampai batas tertentu, menunjukkan bahwa karbon dalam sampel ini tidak hanya berupa karbon amorf, tetapi juga beberapa karbon grafit. Oleh karena itu, kami fokus pada MoS2 /C-700 sampel dalam penyelidikan berikut.
a pola XRD. b Spektrum Raman dari MoS2 /C nanokomposit dikalsinasi pada suhu yang berbeda. c Survei spektrum XPS dari MoS2 /C-700. d Spektrum XPS resolusi tinggi dari Mo 3d. e S 2p. f C 1 s
Untuk mempelajari lebih lanjut komposisi kimia dan ikatan kimia MoS2 /C-700, analisis spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) dilakukan. Spektrum XPS survei (Gbr. 2c–f) mengungkapkan keberadaan elemen Mo, S, C, dan O di MoS2 /C-700 nanokomposit. Spektrum XPS resolusi tinggi dari Mo 3d dan S 2p masing-masing ditunjukkan pada Gambar 2d, e. Puncak pada 229,4 dan 232,6 eV ditetapkan ke Mo 3d5/2 dan Mo 3d3/2 , mengkonfirmasi keberadaan Mo di MoS2 /C-700 [45, 46]. Kehadiran puncak XPS lain pada 226,5 eV diindeks ke S 2 s, yang dihasilkan dari permukaan MoS2 /C-700 [47]. Selain itu, puncak XPS pada 162,3 dan 163,4 eV dalam spektrum S 2p adalah puncak karakteristik dari S 2p3/2 dan S 2p1/2 dari MoS2 , masing-masing. Gambar 2f menunjukkan bahwa spektrum C1 dapat dibagi menjadi tiga puncak, masing-masing dilambangkan sebagai grup C–C, C–O, dan C=O.
Spektrum EDX menunjukkan bahwa sampel yang dikalsinasi pada 700 °C mengandung elemen Mo, S, dan C, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3a. Gambar 3b, c menunjukkan gambar SEM sampel MoS2 /C-700. Sebagai perbandingan, gambar SEM dari MoS2 /C-600 nanokomposit dan MoS2 /C-800 nanokomposit juga ditampilkan di File tambahan 1:Gambar S1. Untuk mengeksplorasi distribusi elemen yang sesuai dalam sampel MoS2 /C-700, analisis pemetaan unsur yang sesuai telah dilakukan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4a–d, gambar pemetaan unsur MoS2 /C-700 mendemonstrasikan distribusi Mo, S, dan C yang seragam di seluruh MoS2 /C-700 nanokomposit, yang konsisten dengan hasil EDX dan XPS.
a Spektrum EDX dari MoS2 /C-700. b , c Gambar SEM dari MoS2 /C-700 nanokomposit
a -d Gambar pemetaan elemen MoS2 /C-700; (e ) gambar TEM, (f ) SAED dan (g ) Gambar TEM resolusi tinggi dari MoS2 /C-700 nanokomposit, (h ) Gambar HR-TEM yang diperbesar dari area yang ditandai pada gambar (g )
Seperti yang ditampilkan pada Gambar. 4e–h, morfologi dan struktur dari MoS yang disintesis2 /C nanokomposit diselidiki dengan mikroskop elektron transmisi (TEM), difraksi elektron area terpilih (SAED), dan mikroskop elektron transmisi resolusi tinggi (HRTEM). Gambar TEM (Gbr. 4e) dan gambar SEM (Gbr. 3b, c) dengan jelas menunjukkan bahwa struktur MoS2 /C-700 nanokomposit adalah nanosheet dua dimensi berkerut dengan lebar ~ 800 nm dan ketebalan ~ 20 nm. Pola SAED pada Gambar 4f menunjukkan bahwa struktur kisi heksagonal MoS2 terkristalisasi dengan baik. Selanjutnya, kisi kristal sampel ditampilkan pada profil HRTEM ((Gbr. 4g, h) dan File tambahan 1:Gambar S2). Profil menunjukkan MoS yang sangat kristal2 nanosheet dengan jarak antar lapisan 0,27 nm sesuai dengan (100) bidang heksagonal MoS2 [24, 34]. Selain itu, File tambahan 1:Gambar S2 dengan jelas menunjukkan bahwa lembaran nano karbon didekorasi dengan MoS2 nanosheet.
Gambar 5a menunjukkan kurva CV dari 3 siklus pertama MoS2 /C-700 elektroda dengan kecepatan pemindaian 0,1 mV s
− 1
di jendela potensial 0,01–3,00 V vs. Li
+
/Li. Selama siklus pertama, puncak reduksi pada 1,0 V menunjukkan mekanisme penyisipan litium, yang disebabkan oleh penyisipan ion litium ke dalam MoS2 lapisan untuk membentuk Lix MoS2 . Pada saat yang sama, telah terjadi transisi fase dari 2H (prismatik trigonal) ke 1T (oktahedral) [48]. Puncak reduksi lainnya pada 0,4 V dikaitkan dengan konversi Lix MoS2 menjadi logam Mo dan Li2 S. Puncak oksidasi luas yang terletak pada 2,35 V menunjukkan deinterkalasi Li2 S ke S. Selama siklus berikutnya, dua puncak katodik pada 1,0 dan 0,4 V menghilang dengan munculnya tiga puncak baru pada 2,0, 1,2, dan 0,3 V, yang menunjukkan penurunan MoS2 dan konversi dari S8 menjadi polisulfida dan kemudian menjadi Li2 S [24].
a Kurva CV dari tiga siklus pertama MoS2 /C-700 elektroda dengan kecepatan pemindaian 0,1 mV s
− 1
. b Kurva debit dan pengisian dari 3 siklus pertama MoS2 /C-700 elektroda dengan rapat arus 100 mA g
− 1
. c Performa bersepeda MoS2 /C elektroda dan MoS murni2 elektroda dengan rapat arus 100 mA g
− 1
, dan efisiensi Coulomb dari MoS2 /C-700 elektroda. d Nilai kinerja MoS2 /C dan MoS murni2 elektroda pada kerapatan arus mulai dari 100 hingga 1000 mA g
− 1
Kurva debit dan pengisian dari 3 siklus pertama MoS2 /C-700 elektroda dicatat, dan hasil yang sesuai ditunjukkan pada Gambar. 5b. Pada siklus pertama, kapasitas debit dan pengisian MoS2 /C-700 elektroda adalah 802,8 dan 651,4 mAh g
− 1
, masing-masing, dengan efisiensi Coulomb sebesar 81,14%. Kehilangan kapasitas ireversibel mungkin disebabkan oleh beberapa reaksi ireversibel seperti dekomposisi elektrolit dan pembentukan film antarmuka elektrolit padat (SEI) [49, 50].
Stabilitas siklus seluruh MoS2 /C elektroda dan MoS murni2 elektroda dengan rapat arus 100 mA g
− 1
disajikan pada Gambar. 5c. Pada saat yang sama, efisiensi Coulomb dari MoS2 /C-700 juga direkam. Setelah 50 siklus, kapasitas pengosongan MoS2 /C-600, MoS2 /C-700, MoS2 /C-800, dan MoS murni2 elektroda dengan rapat arus 100 mA g
− 1
tetap di 399.7, 554.9, 245.7, dan 332,9 mAh g
− 1
, masing-masing. Seperti yang ditunjukkan pada File tambahan 1:Tabel S1, ini telah merangkum kapasitas debit setelah 50 siklus MoS2 elektroda berbasis - disajikan dalam literatur lain, yang disiapkan MoS2 /C-700 menampilkan kinerja elektrokimia yang sebanding dengan karya sebelumnya. Disimpulkan bahwa MoS2 Elektroda /C-700 menunjukkan kinerja siklus yang paling luar biasa dan efisiensi Coulomb sampel mempertahankan tingkat tinggi sekitar 100% setelah 3 siklus pertama. Ini mungkin mendapat manfaat dari sejumlah kecil karbon grafit dalam sampel ini, yang mengarah pada peningkatan konduktivitas listrik nanokomposit.
Selain stabilitas bersepeda, kinerja tingkat tinggi juga merupakan faktor penting untuk aplikasi daya tinggi. Gambar 5d menunjukkan kinerja tingkat MoS2 /C dan MoS murni2 elektroda pada kerapatan arus mulai dari 100 hingga 1000 mA g
− 1
. Pada 1000 mA g
− 1
, kapasitas debit MoS2 /C-700 masih dapat dipertahankan pada nilai yang relatif tinggi ~ 450 mAh g
− 1
, yang lebih tinggi dari MoS lainnya2 /C elektroda dan MoS murni2 elektroda yang telah kami siapkan pada kerapatan arus yang sama. Saat kerapatan arus diubah kembali ke 100 mA g
− 1
, kapasitas MoS2 /C-700 sampel dapat memulihkan hingga ~ 500 mAh g
− 1
setelah 50 siklus pada kepadatan arus yang berbeda, menunjukkan kemampuan laju sampel yang baik.
Pengukuran spektrum impedansi elektrokimia (EIS) pada MoS2 /C dan MoS murni2 elektroda dilakukan untuk mendapatkan pemahaman lebih lanjut tentang kinerja elektrokimia yang sangat baik dari MoS2 /C-700 sampel (Gbr. 6). Ada setengah lingkaran di wilayah frekuensi tinggi diikuti oleh garis miring di wilayah frekuensi rendah di plot Nyquist ini. Terlihat bahwa setengah lingkaran pada daerah frekuensi tinggi dari MoS2 /C-700 sampel ternyata lebih kecil dari tiga sampel lainnya, yang terkait dengan resistansi transfer muatan (Rct ) terjadi pada antarmuka elektrolit dan elektroda. Oleh karena itu, hasil ini lebih lanjut menyiratkan bahwa penggabungan kalium humat secara nyata meningkatkan konduktivitas MoS2 , yang mengarah pada peningkatan lebih lanjut dalam kinerja elektrokimia.
Plot Nyquist dari MoS2 /C elektroda dan MoS murni2 elektroda diuji dalam rentang frekuensi 0,01 Hz hingga 100 kHz
Kesimpulan
Dalam karya ini, MoS dua dimensi2 /C nanosheets berhasil disintesis melalui rute co-presipitasi/kalsinasi dengan menggunakan bahan organik (kalium humat) dan zat anorganik ((NH4 )6 Mo7 O24 ) sebagai reagen. Karakterisasi struktural menunjukkan bahwa MoS yang disiapkan2 /C-700 nanokomposit adalah MoS dua dimensi (2D)2 /C nanosheets dengan bentuk tidak beraturan. MoS 2D2 /C nanosheets menunjukkan peningkatan kinerja elektrokimia ketika dibuat sebagai bahan anoda untuk LIB. Selanjutnya, proses reaksi yang mungkin diusulkan. Strategi sintesis saat ini dapat diperluas menjadi sintesis nanokomposit lain yang dapat digunakan sebagai bahan anoda untuk baterai lithium-ion berkinerja tinggi.
