Array Nanosheet 3D CoMoSe₄ Berkinerja Tinggi melalui Selenisasi Bantu Plasm untuk Anoda Baterai Ion Natrium
Abstrak
Dalam karya ini, array nanosheet 3D CoMoSe₄ pada jaringan serat kain karbon yang disebut CoMoSe₄@C berhasil divisualisasikan untuk pertama kalinya sebagai anoda untuk baterai ion natrium (SIB). Material ini dikonversi langsung dari array nanosheet CoMoO₄ yang disiapkan melalui proses hidrotermal diikuti dengan selenisasi bantu plasm pada suhu rendah 450 °C. Dengan perawatan bantu plasm pada proses selenisasi, atom oksigen (O) dapat digantikan oleh atom selenium (Se) tanpa degradasi morfologi pada suhu selenisasi rendah 450 °C. Berkat luas permukaan spesifik yang tinggi dari struktur 3D yang terdefinisi dengan baik, konduktivitas elektron tinggi, dan aktivitas elektrokimia logam dua, kinerja unggul dengan penyimpanan ion natrium besar 475 mA h g⁻¹ dalam rentang potensial 0,5–3 V pada 0,1 A g⁻¹ tercapai menggunakan CoMoSe₄@C sebagai elektroda. Selain itu, retensi kapasitas terpelihara dengan baik di atas 80 % dari siklus kedua, dengan kapasitas yang memuaskan 301 mA h g⁻¹ bahkan setelah 50 siklus. Karya ini menyampaikan pendekatan baru untuk menyiapkan selenida logam transisi biner dan tentu saja memperkaya kemungkinan untuk material anoda yang menjanjikan dalam SIB dengan kinerja tinggi.
Latar Belakang
Baterai ion natrium (SIB) yang dapat diisi ulang, dengan manfaat biaya rendah dan keselamatan relatif tinggi, telah dianggap sebagai sistem baterai alternatif yang menjanjikan bagi baterai ion litium (LIB) komersial dan menerima perhatian besar selama beberapa dekade terakhir [1,2,3,4,5]. Meskipun demikian, jari-jari ion natrium yang lebih besar dan massa molar yang lebih tinggi dibandingkan ion litium menyebabkan reaksi elektrokimia yang lambat untuk difusi ion natrium, yang pada gilirannya menghasilkan kinerja elektrokimia yang tidak memuaskan dengan opsi material elektroda yang lebih sedikit dibandingkan LIB [6,7,8]. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengeksplorasi atau merancang material elektroda anoda yang sesuai untuk SIB.
Sulfida/selenida logam (MX) telah terbukti sebagai material elektroda yang sangat populer dalam SIB karena struktur kristal unik dan variasi properti materialnya [9,10,11,12,13,14,15]. Namun, perubahan volume yang besar dalam MX selama proses ekstraksi dan penyisipan ion, yang pada umumnya mengakibatkan degradasi struktur dan ketidakstabilan interfase elektrolit padat, masih menjadi isu serius. Oleh karena itu, strategi lebih lanjut masih diperlukan untuk menampung atau menahan struktur material untuk aplikasi praktis [16, 17]. Akhir-akhir ini, sulfida/selenida logam biner, misalnya NiCo₂S₄, Co₂Mo₃Se, dan CoMoS [18,19,20], telah diselidiki sebagai kelas material elektroda yang menjanjikan untuk perangkat penyimpanan dan konversi energi yang menjanjikan karena aktivitas elektrokimia dan kapasitas yang lebih tinggi dibandingkan sulfida/selenida logam tunggal, misalnya MoS₂, CoSe₂, NiSe₂, dan FeSe₂ [21,22,23,24,25,26,27]. Namun, dalam bidang SIB, telah sedikit laporan tentang aplikasi selenida logam biner karena tantangan dalam sintesis material. Hingga saat ini, beberapa metode sintesis dan aplikasi selenida logam biner dalam SIB telah dilakukan [28,29,30]. Di antaranya, Co dan Mo, sebagai elemen logam transisi dengan sumber daya melimpah dan valensi kimia redoks yang tinggi [31,32,33,34,35], adalah komponen yang menjanjikan sebagai material anoda. Selain itu, kain karbon dengan permukaan yang sangat bertekstur dan konduktivitas listrik yang baik adalah substrat yang baik untuk material elektroda, yang dapat memungkinkan transfer elektron yang cepat dan menghasilkan area kontak elektroda-elektrolit yang besar [37, 38].
Dalam hal ini, kami menunjukkan array nanosheet 3D CoMoSe₄ pada jaringan serat kain karbon (CoMoSe₄@C) melalui konversi kimia langsung dengan selenisasi bantu plasm dari array nanosheet CoMoO₄ yang disiapkan melalui proses hidrotermal pada jaringan serat kain karbon (CoMoO₄@C) sebagai anoda dalam SIB untuk pertama kalinya. Menariknya, dengan bantuan proses bantu plasm pada proses selenisasi, konversi atom O oleh Se dapat dicapai pada suhu rendah 450 °C tanpa perubahan morfologi apa pun. CoMoSe₄@C menunjukkan kinerja penyimpanan natrium yang lebih baik dibandingkan CoMoO₄@C yang tidak diselesisi. Dengan efek sinergis dari kedua spesies logam transisi, kapasitas reversibel yang tinggi 475 mA h g⁻¹ pada 0,1 A g⁻¹ dan retensi kapasitas tinggi di atas 80% bahkan setelah 50 siklus pada 0,5 A g⁻¹ tercapai menggunakan komposit CoMoSe₄@C sebagai elektroda dalam SIB. Selain itu, elektroda komposit ini dapat memberikan kemampuan laju yang baik dengan kapasitas penurunan yang berubah dari 475 hingga 230 mA h g⁻¹ seiring dengan peningkatan densitas arus secara bertahap dari 0,1 hingga 5 A g⁻¹, yang menunjukkan properti penyimpanan natrium yang baik. Karya ini mengembangkan jalur baru untuk sintesis selenida logam biner, yang dapat diadopsi dalam material terkait lainnya untuk penyimpanan energi natrium atau aplikasi lain [39,40,41,42,43].
Bagian Eksperimental
Sintesis Array Nanosheet CoMoO₄ melalui Proses Hidrotermal
Pertama, 0,4234 g Na₂MoO₄·2H₂O (kekalian ≥ 99%, Sigma-Aldrich), 0,5093 g Co(NO₃)₂·6H₂O (kekalian ≥ 98%, Alfa Aesar), 0,074 g NH₄F (kekalian ≥ 98%, Alfa Aesar), dan 0,49 g CO(NH₂)₂ (kekalian ≥ 99,5%, Echo Chemical Co., Ltd.) ditambahkan ke dalam 35 mL air distilasi (DI) di bawah pengadukan intens yang konstan. Kemudian, larutan dipindahkan ke autoclave stainless steel yang dilapis Teflon, yang berisi satu potongan kain karbon (CC) (CeTech Co., Ltd., Taiwan), diikuti dengan pemanasan pada 180 °C selama 12 jam dalam oven. Setelah pertumbuhan hidrotermal, sampel yang dihasilkan diambil dan dibersihkan dengan hati-hati, diikuti dengan pengeringan vakum pada 60 °C selama 12 jam. Akhirnya, sampel yang dihasilkan dianil dalam argon murni pada 300 °C selama 2 jam untuk mendapatkan CC yang dilapis array nanosheet CoMoO₄.
Konversi Langsung Array Nanosheet CoMoSe₄ melalui Proses Selenisasi Bantu Plasm
Sistem selenisasi bantu plasm (Syskey Technology Ltd.) digunakan untuk menyelesisi array nanosheet CoMoO₄ yang dihasilkan. Pemanas selenium di bagian atas mesin dipisahkan dari penahan sampel bawah untuk mengontrol suhu sumber Se dan substrat secara independen. Dalam proses sintesis, partikel selenium pertama-tama ditempatkan pada pemanas selenium (Se) dan dipanaskan ke 300 °C untuk menghasilkan uap Se. Pada saat yang sama, gas Se yang diavaporasi dibawa ke substrat oleh aliran vertikal gas pembawa campuran N₂/H₂ (N₂:H₂ = 40:80) pada laju aliran tetap untuk mempertahankan jumlah Se dalam uap. Selanjutnya, substrat yang sebelumnya ditempatkan pada penahan sampel dipanaskan ke suhu reaksi 450 °C. Setelah suhu substrat stabil, plasm diinisiasi pada 250 W untuk mengionisasi uap Se menjadi radikal Se untuk mempromosikan reaksi kimia.
Karakterisasi
Morfologi material yang dihasilkan dikarakterisir dengan mikroskop elektron pemindai (SEM) (Hitachi UHR FE-SEM SU8010). Observasi lebih lanjut mengenai perbedaan struktur sebelum dan setelah selenisasi bantu plasm diperiksa menggunakan mikroskop elektron transmisi resolusi tinggi (HRTEM) (JEOL, JEM-F200 CFEGTEM, 200 kV). Analisis elemen dilakukan dengan spektroskopi kehilangan energi elektron (EELS) melalui HRTEM (JEOL, JEM-F200). Pembentukan CoMoSe₄@C diperiksa dengan spektroskopi Raman (HORIBA, LabRAM, HR800) dengan eksitasi laser hijau (532 nm). Struktur kristal CoMoO₄ dan CoMoSe₄ kemudian dikarakterisir dengan difraksi sinar-X (XRD) (Ultima IV, Rigaku). Ikatan kimia dan profil kedalaman material ditetapkan dengan fasilitas spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS, ULVAC-PHI 1600). Pengujian elektrokimia CoMoSe₄@C yang disiapkan dilakukan menggunakan sel koin CR2032, yang terdiri dari elektroda CoMoSe₄@C dan katoda logam natrium yang dipisahkan oleh serat kaca. CoMoSe₄@C secara langsung digunakan sebagai elektroda anoda, dan bobotnya yang sesuai dihitung dengan mengurangi bobot kain karbon dari komposit CoMoSe₄@C. Elektrolit adalah 1 M triflometansulfonat natrium (NaCF₃SO₃) yang dilarutkan dalam dietilenglikol dimetil eter (DEGDME). Untuk menyelidiki kinerja elektrokimia elektroda yang disusun, voltametri siklik (CV) dilakukan dalam rentang potensial 0,5–3 V pada 0,1 mV s⁻¹ pada potensiostat Bio-Logic VSP, dan impedansi elektrokimia dilakukan dengan spektroskopi impedansi elektrokimia (EIS) atas rentang frekuensi 0,01 Hz–100 kHz. Pengukuran pengisian/pengosongan dilakukan pada 0,5–3 V pada Sistem Pengukuran Baterai Land pada suhu ruangan.
Hasil dan Pembahasan
Sintesis array nanosheet 3D CoMoSe₄ yang dikonversi langsung dari CoMoO₄ yang diproses hidrotermal melalui proses selenisasi bantu plasm secara skematis ditunjukkan dalam Skema 1. Pada dasarnya, sebagai bukti konsep, nanosheet CoMoO₄ ditumbuhkan pada jaringan serat kain karbon melalui proses hidrotermal seperti ditampilkan dalam Skema 1a₁, diikuti dengan proses selenisasi bantu plasm seperti ditampilkan dalam Skema 1a₂, CoMoO₄@C secara langsung dikonversi menjadi nanosheet CoMoSe₄. Dapat divisualisasikan bahwa atom O hampir sepenuhnya digantikan oleh atom Se setelah proses selenisasi bantu plasm (Berkas Tambahan 1: Gambar S1). Langkah detail nanosheet CoMoSe₄ yang dikonversi langsung melalui proses selenisasi bantu plasm disebut dalam bagian eksperimental. Gambar 1a menunjukkan citra SEM serat yang diambil dari kain karbon tempat inset menunjukkan citra SEM perbesaran rendah. Setelah proses hidrotermal, array nanosheet CoMoO₄ dengan struktur tekstur yang terjamin berhasil ditumbuhkan pada serat kain karbon yang disebut CoMoO₄@C seperti ditunjukkan dalam Gambar 1b. Gambar 1c menunjukkan citra SEM diperbesar yang diambil dari Gambar 1b tempat array nanosheet dengan diameter seragam sekitar ~13 μm, yang terdiri dari nanosheet 3D padat tinggi (Gambar 1d) dengan morfologi jaringan, dapat diamati dengan jelas. Setelah selenisasi bantu plasm pada daya 250 W pada 450 °C selama 1 jam, struktur nanosheet masih tetap seperti ditunjukkan dalam Gambar 1e. Namun, ada perubahan kecil dalam morfologi nanosheet individual, dengan nanograin dapat ditemukan pada permukaan alih-alih permukaan halus setelah proses selenisasi bantu plasm seperti ditunjukkan dalam Gambar 1f. Citra pemetaan elemen EDS Co, Mo, dan Se pada serat komposit yang dipilih secara acak seperti ditunjukkan dalam Gambar 1g membuktikan dengan baik produksi CoMoSe₄ yang sukses pada kain karbon dengan distribusi seragam di sekitar serat individual. Tanpa perawatan bantu plasm, CoMoO₄ tidak dapat dikonversi sepenuhnya menjadi CoMoSe₄ dalam kondisi yang sama (250 W dan 450 °C) seperti ditunjukkan dalam Berkas Tambahan 1: Gambar S2a. Mode resonansi karakteristik CoMoO₄ masih tetap setelah proses selenisasi tanpa perawatan bantu plasm (kurva biru dalam Berkas Tambahan 1: Gambar S2a) sementara kurva hitam dalam Berkas Tambahan 1: Gambar S2a mewakili mode resonansi karakteristik CoMoO₄. Jelas, dapat diharapkan bahwa radikal Se yang diionisasi dari atom Se oleh perawatan bantu plasm dapat mempercepat reaksi kimia antara Co, Mo, dan Se untuk membentuk CoMoSe₄ pada suhu selenisasi yang lebih rendah.
Diagram skematik proses pembuatan 3D CoMoSe₄@C melalui reaksi hidrotermal (a₁) dan diikuti dengan proses selenisasi bantu plasm (a₂)Citra SEM a kain karbon murni, b, c, d CoMoO₄@C, dan e, f CoMoSe₄@C pada berbagai perbesaran. g Pemetaan elemen EDS CoMoSe₄@C
Selanjutnya, hasil TEM juga menunjukkan morfologi nanosheet CoMoO₄ yang disiapkan seperti ditunjukkan dalam Gambar 2a, yang konsisten dengan citra SEM. Selain itu, fitur policristal dapat ditemukan dalam nanosheet CoMoO₄ di mana kristal tunggal kecil dapat dengan baik diakui dengan citra TEM resolusi tinggi seperti ditunjukkan dalam Gambar 1b, c. Seperti ditampilkan dalam Gambar 1c, garis jaringan terpadu pada jarak sekitar 0,157 nm dan 0,335 nm dapat diukur, yang dapat diindeks ke bidang kristal (024) dan (002), yang mengonfirmasi fase CoMoO₄. Untuk mengonfirmasi lebih lanjut perbedaan fase antara CoMoO₄ dan CoMoSe₄, hasil Raman diukur seperti ditunjukkan dalam Berkas Tambahan 1: Gambar S2b. Sebelum proses selenisasi bantu plasm, mode resonansi karakteristik pada 330, 817, dan 930 cm⁻¹ diukur untuk mengonfirmasi dengan baik pembentukan fase CoMoO₄ (kurva hitam dalam Berkas Tambahan 1: Gambar S2b) [44, 45]. Namun, perubahan signifikan dalam mode resonansi yang sesuai dapat ditemukan dalam spektral Raman sebelum dan setelah proses selenisasi bantu plasm pada CoMoO₄@C, dengan mode resonansi pada 168 cm⁻¹ yang berasal dari CoSe₂ [46], dan fitur tipikal MoSe₂ dengan mode E¹₂g dan A₁g yang terletak pada 233 dan 280 cm⁻¹ memverifikasi produksi CoMoSe₄ (kurva merah dalam Berkas Tambahan 1: Gambar S2b) [47]. Fase CoMoO₄ dan CoMoSe₄ juga dapat dibuktikan dengan spektral XRD seperti ditunjukkan dalam Berkas Tambahan 1: Gambar S3 tempat CoMoO₄ monoklinik (JCPDS No. 21-0868), CoSe₂ ortombik (JCPDS No. 53-0449), dan kristal nano MoSe₂ heksagonal (JCPDS No. 29-0914) dikonfirmasi, masing-masing. Selain itu, distribusi seragam elemen Co, Mo, dan O di seluruh nanosheet dapat dikonfirmasi oleh citra pemetaan elemen EDS seperti ditunjukkan dalam Gambar 2d yang menunjukkan sintesis homogen CoMoO₄ setelah proses hidrotermal. CoMoSe₄@C yang telah diselesisi mempertahankan struktur nanosheet, menunjukkan policristalinity seperti ditunjukkan dalam Gambar 2e, f dan dikarakterisir oleh pengukuran Raman dan XRD (Berkas Tambahan 1: Gambar S2b dan S3). Citra TEM resolusi tinggi seperti ditunjukkan dalam Gambar 2g menunjukkan garis jaringan yang dikenali dengan baik yang terpisah oleh ~0,27 dan ~0,65 nm, yang sesuai dengan bidang kristal (110) dan (002) CoSe₂ dan MoSe₂, masing-masing, yang mengonfirmasi proses selenisasi bantu plasm yang berhasil untuk membentuk CoMoSe₄. Secara serupa, transformasi homogen dapat diyakini dengan distribusi seragam elemen Co, Mo, dan Se dalam nanosheet CoMoSe₄ seperti ditunjukkan dalam Gambar 2h.
a Citra TEM nanosheet CoMoO₄. b, c Citra HRTEM nanosheet CoMoO₄ pada berbagai perbesaran. d Pemetaan elemen EELS yang sesuai dari nanosheet CoMoO₄. e Citra TEM nanosheet CoMoSe₄. f, g Citra HRTEM nanosheet CoMoSe₄ pada berbagai perbesaran. h Pemetaan elemen EELS yang sesuai dari nanosheet CoMoSe₄
Untuk menyelidiki komposisi kimia CoMoSe₄ yang telah diselesisi, pengukuran XPS dilakukan pada komposit CoMoSe₄@C, dengan hanya elemen Co, Mo, Se, C, dan O yang dapat diidentifikasi dalam batas instrumen seperti ditunjukkan dalam Gambar 3a. Spektral scan sempit lebih lanjut dari orbital Co 2p, Mo 3d, dan Se 3d dalam data mentah dan kurva pemasangan disajikan dalam Gambar 3b–d. Puncak yang terkait dengan orbital 2p elemen Co terpecah menjadi puncak 2p₃/₂ dan 2p₁/₂ yang terdefinisi dengan baik pada 778,37 dan 793,92 eV (Gambar 3b), yang menunjukkan bahwa Co ada dalam bentuk Co²⁺, dan puncak satelitnya yang ditandai sebagai “Sat.” muncul pada 780,37 dan 783,52 eV, masing-masing [48, 49]. Dua puncak pada 232,25 dan 229,53 eV (Gambar 3c) sesuai dengan Mo 3d₃/₂ dan Mo 3d₅/₂, yang menunjukkan bahwa Mo berada dalam keadaan Mo (IV) [50, 51]. Selain itu, puncak yang terletak pada 54,59 dan 55,46 eV dalam data mentah dan kurva pemasangan dapat terpecahkan dengan baik sesuai dengan energi Se 3d₅/₂ dan Se 3d₃/₂ seperti ditunjukkan dalam Gambar 3d [36, 52, 53]. Jelas, puncak yang diamati pada 59,64 eV terkait dengan SeOₓ, yang terbentuk oleh oksidasi permukaan CoMoSe₄@C selama penanganan sampel [54]. Hasil analisis komposisi menunjukkan bahwa rasio atom Co:Mo:Se sekitar 1:0,88:3,84, yang menunjukkan stoikiometri CoMoSe₄.
a Spektral XPS scan lebar dan spektral scan sempit b Co2p, c Mo3d, dan d Se3d dalam komposit CoMoSe₄@C
Kinerja penyimpanan natrium anoda CoMoSe₄@C dievaluasi menggunakan sel koin setengah dengan elektroda CoMoO₄@C yang tidak diselesisi untuk perbandingan. Seperti dapat dilihat dalam kurva voltametri siklik (CV) elektroda CoMoSe₄@C seperti ditunjukkan dalam Gambar 4a, dua puncak pada ~1,14 dan 1,05 V selama penyepakan katodik pertama dapat terpecahkan sesuai dengan proses penyisipan oleh ion Na⁺ sementara dua puncak oksidasi pada sekitar 1,79 V dan 1,86 V terkait dengan proses ekstraksi ion Na⁺. Mulai dari siklus kedua, kurva CV dalam komposit ini sebagai material elektroda tumpang tindih dengan siklus berikutnya, yang menunjukkan stabilitas elektroda yang baik. Kurva pengisian/pengosongan galvanostatis yang sesuai seperti ditampilkan dalam Gambar 4b konsisten dengan hasil CV dan menunjukkan perilaku penyisipan/ekstraksi Na⁺ yang stabil dalam lima siklus pertama kecuali untuk beberapa reaksi tidak reversibel. Perlu disebutkan bahwa struktur serat kain karbon hampir tidak berkontribusi pada kapasitas yang dibuktikan oleh ukuran siklus seperti ditunjukkan dalam Berkas Tambahan 1: Gambar S4. Untuk perbandingan, kurva CV dan pengisian/pengosongan elektroda CoMoO₄@C dalam kondisi pengukuran yang sama ditampilkan dalam Berkas Tambahan 1: Gambar S5. Perlu dicatat bahwa aktivitas elektrokimia yang buruk dalam komposit CoMoO₄@C sebagai anoda untuk SIB dapat dikonfirmasi. Tanpa keraguan, selenisasi bantu plasm selenisasi CoMoO₄@C sangat konstruktif untuk menghasilkan material elektroda yang lebih cocok untuk penyimpanan natrium.
a Kurva CV CoMoSe₄@C pada 0,1 mV s⁻¹ pada 0,5–3 V versus Na/Na⁺. b Kurva pengosongan/pengisian elektroda CoMoSe₄@C dalam lima siklus pertama pada 0,1 A g⁻¹. c Kemampuan elektroda CoMoSe₄@C dan CoMoO₄@C pada laju pengisian yang berbeda pada 0,5 hingga 3 V dengan efisiensi Coulomb yang sesuai. d Kinerja siklus elektroda CoMoSe₄@C dan CoMoO₄@C untuk 50 siklus pada 0,5 A g⁻¹
Berkas Tambahan 1: Gambar S6 menunjukkan plot Nyquist eksperimental mentah dan pemasangan untuk CoMoSe₄@C dan CoMoO₄@C serta rangkaian ekivalen yang sesuai (inset Berkas Tambahan 1: Gambar S6). Jelas, hasil pemasangan mengonfirmasi bahwa resistensi transfer muatan (Rct) CoMoSe₄@C dan CoMoO₄@C adalah 19 dan 157 Ω, masing-masing. Hasil EIS mengungkapkan mekanisme elektrokimia dari kemampuan penyimpanan natrium yang ditingkatkan dalam elektroda komposit CoMoSe₄@C, di mana konduktivitas listrik yang lebih baik dapat dikarakterisir dalam komposit yang diselesisi bantu plasm untuk memfasilitasi penyisipan/ekstraksi Na⁺ yang lebih cepat bahkan pada densitas arus tinggi dibandingkan komposit CoMoO₄@C. Selain itu, kinerja laju unggul dalam elektroda CoMoSe₄@C tercapai dibandingkan CoMoO₄@C seperti ditunjukkan dalam Gambar 4c dengan densitas arus yang meningkat secara bertahap dari 0,1 hingga 5 A g⁻¹. Secara spesifik, kapasitas reversibel tinggi 475 mA h g⁻¹ pada 0,1 A g⁻¹ ditunjukkan oleh elektroda CoMoSe₄@C dengan kontras hanya 198 mA h g⁻¹ pada anoda CoMoO₄@C. Seiring dengan peningkatan densitas arus secara bertahap dari 0,1 hingga 0,2, 0,5, 1, 2, dan 5 A g⁻¹, kapasitas reversibel dalam elektroda CoMoSe₄@C menurun dari 475 hingga 458, 371, 320, 277, dan 230 mA h g⁻¹, yang menunjukkan kemampuan laju yang baik. Sebagai perbandingan, kapasitas pengosongan dalam anoda CoMoO₄@C mengalami penurunan dari 198 hingga 140, 93, 65, 45, dan 26 mA h g⁻¹, masing-masing. Selain itu, fenomena serupa dapat ditemukan dalam hasil pengujian siklus elektroda CoMoSe₄@C dan CoMoO₄@C seperti ditampilkan dalam Gambar 4d. CoMoSe₄@C menunjukkan stabilitas siklus yang lebih baik dengan kapasitas tinggi 301 mA h g⁻¹ pada 0,5 A g⁻¹ yang terpelihara bahkan setelah 50 siklus dibandingkan 46 mA h g⁻¹ dalam elektroda CoMoO₄@C. Dibandingkan dengan material anoda yang telah dilaporkan sebelumnya (Tabel 1), elektroda komposit CoMoSe₄@C menunjukkan kapasitas reversibel yang cukup besar dan kinerja laju, sehingga komposit CoMoSe₄@C dapat digunakan sebagai material elektroda potensial untuk SIB.
Kesimpulan
Pendekatan mudah untuk menyiapkan selenida logam transisi biner untuk digunakan sebagai material anoda dalam SIB telah divisualisasikan melalui proses selenisasi bantu plasm dari oksida logam transisi biner. Dalam karya ini, nanosheet 3D CoMoSe₄ pada jaringan serat kain karbon yang disebut CoMoSe₄@C yang secara langsung dikonversi dari nanosheet CoMoO₄ yang disiapkan oleh proses hidrotermal pada jaringan serat kain karbon melalui selenisasi bantu plasm sebagai anoda untuk SIB telah divisualisasikan untuk pertama kalinya. Penyimpanan ion natrium besar 475 mA h g⁻¹ pada 0,1 A g⁻¹ dapat dihasilkan dari elektroda komposit yang diselesisi bantu plasm dengan retensi kapasitas di atas 80% yang terpelihara bahkan setelah 50 siklus, sementara kapasitas pengosongan 230 mA h g⁻¹ masih dapat diperoleh bahkan pada 5 A g⁻¹. Kemampuan penyimpanan ion Na yang unggul mendapat manfaat dari struktur nano yang berkembang dengan baik dan konduktivitas listrik yang baik. Karya ini menyoroti aplikasi yang menjanjikan selenida logam transisi biner sebagai material elektroda dalam SIB dan metode sintesis sederhana yang dapat digunakan dalam produksi selenida logam biner lain untuk berbagai aplikasi, seperti pengemudi kendaraan berkelanjutan dan perangkat penyimpanan energi portabel.