Array Nanosheet 3D CoMoSe4 Dikonversi Langsung dari Array Nanosheet CoMoO4 yang Diproses Secara Hidrotermal dengan Proses Selenisasi Berbantuan Plasma Menuju Bahan Anoda yang Sangat Baik dalam Baterai Sodium-Ion
Abstrak
Dalam karya ini, tiga dimensi (3D) CoMoSe4 susunan nanosheet pada serat jaringan kain karbon dilambangkan sebagai CoMoSe4 @C dikonversi langsung dari CoMoO4 susunan nanosheet yang dibuat dengan proses hidrotermal diikuti oleh selenisasi berbantuan plasma pada suhu rendah 450 °C sebagai anoda untuk baterai ion natrium (SIB) ditunjukkan untuk pertama kalinya. Dengan perlakuan plasma-assisted pada proses selenisasi, atom oksigen (O) dapat digantikan oleh atom selenium (Se) tanpa mengalami degradasi morfologi pada suhu selenisasi rendah 450 °C. Karena luas permukaan spesifik yang tinggi dari struktur 3D yang terdefinisi dengan baik, konduktivitas elektron yang tinggi, dan aktivitas elektrokimia bi-logam, kinerja yang unggul dengan penyimpanan ion natrium yang besar sebesar 475 mA h g
−1
di bawah kisaran potensial 0,5–3 V pada 0,1 A g
−1
dilakukan dengan menggunakan CoMoSe4 . ini @C sebagai elektroda. Selain itu, retensi kapasitas dipertahankan dengan baik lebih dari 80% dari siklus kedua, menunjukkan kapasitas yang memuaskan sebesar 301 mA h g
−1
bahkan setelah 50 siklus. Pekerjaan tersebut memberikan pendekatan baru untuk menyiapkan selenida logam transisi biner dan pasti memperkaya kemungkinan bahan anoda yang menjanjikan di SIB dengan kinerja tinggi.
Latar Belakang
Baterai natrium-ion isi ulang (SIB), diuntungkan dari keunggulan biaya rendah dan keamanan yang relatif tinggi, telah dianggap sebagai sistem baterai alternatif yang menjanjikan untuk baterai lithium-ion komersial (LIB) dan mendapat perhatian luar biasa selama dekade terakhir [1,2 ,3,4,5]. Namun demikian, jari-jari ion yang lebih besar dan massa molar ion natrium yang lebih tinggi dibandingkan dengan ion litium menyebabkan reaksi elektrokimia yang lamban untuk difusi ion natrium, yang akibatnya menghasilkan kinerja elektrokimia yang tidak memuaskan dengan pilihan yang lebih sedikit pada bahan elektroda yang sesuai dibandingkan dengan bahan elektroda yang sesuai. LIB [6,7,8]. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengeksplorasi atau merancang bahan anoda yang sesuai untuk SIB.
Sulfida/selenida logam (MXs) telah didemonstrasikan sebagai bahan elektroda yang sangat populer di SIB karena struktur kristalnya yang unik dan sifat materialnya yang beragam [9,10,11,12,13,14,15]. Meskipun demikian, perubahan volume yang besar pada MX selama proses ekstraksi dan penyisipan ion, umumnya mengakibatkan degradasi struktural dan ketidakstabilan interfase elektrolit padat, masih menjadi masalah serius. Oleh karena itu, masih diperlukan strategi lebih lanjut untuk mengakomodasi atau menyangga struktur material untuk aplikasi praktis [16, 17]. Baru-baru ini, sulfida/selenida bimetalik, misalnya, NiCo2 S4 , Co2 Mo3 Se, dan CoMoS [18,19,20], telah diselidiki sebagai kelas bahan elektroda yang menjanjikan untuk perangkat penyimpanan dan konversi energi yang menjanjikan karena aktivitas dan kapasitas elektrokimia yang lebih tinggi daripada sulfida/selenida mono-logam, misalnya, MoS2 , CoSe2 , NiSe2 , dan FeSe2 [21,22,23,24,25,26,27]. Namun, di bidang SIB, ada beberapa laporan tentang penerapan selenida bimetalik karena tantangan dalam sintesis material. Sampai saat ini, beberapa metode sintetik dan aplikasi selenida bimetal di SIB telah dilakukan [28,29,30]. Diantaranya, Co dan Mo, sebagai unsur logam transisi dengan sumber daya yang melimpah dan valensi kimia redoks yang tinggi [31,32,33,34,35], merupakan komponen yang menjanjikan sebagai bahan anoda. Selain itu, kain karbon dengan permukaan yang sangat bertekstur dan konduktivitas listrik yang baik merupakan substrat yang baik untuk bahan elektroda, yang dapat memungkinkan transpor elektron cepat dan menghasilkan area kontak elektroda-elektrolit yang besar [37, 38].
Dalam hal ini, kami mendemonstrasikan CoMoSe jaringan 3D4 susunan nanosheet pada serat jaringan kain karbon (CoMoSe4 @C) dengan konversi kimia langsung melalui selenisasi CoMoO yang dibantu plasma4 susunan nanosheet yang disiapkan oleh proses hidrotermal pada serat jaringan kain karbon (CoMoO4 @C) sebagai anoda dalam SIB untuk pertama kalinya. Menariknya, dengan bantuan proses plasma-assisted pada proses selenisasi, konversi atom O oleh Se dapat dicapai pada suhu rendah 450 °C tanpa perubahan morfologi. CoMoSe4 @C menunjukkan kinerja penyimpanan natrium yang lebih baik daripada CoMoO tanpa selenisasi4 @C. Dengan efek sinergis dari kedua spesies logam transisi, kapasitas yang sangat dapat dibalik sebesar 475 mA h g
−1
pada 0,1 A g
−1
dan retensi kapasitas tinggi lebih dari 80% bahkan setelah 50 siklus pada 0,5 A g
−1
dicapai dengan menggunakan CoMoSe4 Komposit @C sebagai elektroda dalam SIB. Selain itu, elektroda komposit ini dapat memberikan kemampuan kecepatan yang sangat baik dengan kapasitas pelepasan yang berubah dari 475 menjadi 230 mA h g
−1
karena kepadatan arus ditambahkan secara bertahap mulai dari 0,1 hingga 5 A g
−1
, menunjukkan properti penyimpanan natrium yang baik. Karya ini mengembangkan jalur baru sintesis selenida bimetalik, yang dapat diadopsi dalam bahan terkait lainnya untuk penyimpanan energi natrium atau aplikasi lain [39,40,41,42,43].
Bagian Eksperimental
Sintesis CoMoO4 Array Nanosheet dengan Proses Hidrotermal
Pertama, 0,4234 g Na2 MoO4 ·2H2 O (kemurnian 99%, Sigma-Aldrich), 0,5093 g Co(TIDAK3 )2 ·6H2 O (kemurnian ≥ 98%, Alfa Aesar), 0,074 g NH4 F (kemurnian 98%, Alfa Aesar), dan 0,49 g CO(NH2 )2 (kemurnian 99,5%, Echo Chemical Co., Ltd.) ditambahkan ke 35 mL air suling (DI) di bawah pengadukan intens yang konstan. Kemudian, campuran dipindahkan ke autoklaf tahan karat berlapis teflon, berisi sepotong kain karbon (CC) (CeTech Co., Ltd., Taiwan), diikuti dengan pemanasan pada suhu 180 °C selama 12 jam dalam oven. Setelah pertumbuhan hidrotermal, sampel hasil sintesis diambil dan dibersihkan dengan hati-hati, diikuti dengan pengeringan vakum pada suhu 60 °C selama 12 jam. Akhirnya, sampel yang disintesis dianil dalam argon murni pada 300 °C selama 2 h untuk mendapatkan CC yang dilapisi dengan CoMoO4 array nanosheet.
Konversi Langsung CoMoSe4 Array Nanosheet dengan Proses Selenisasi Berbantuan Plasma
Sistem selenisasi berbantuan plasma (Syskey Technology Ltd.) digunakan untuk menyeleksi CoMoO4 yang diproduksi sebagai array nanosheet. Pemanas selenium di bagian atas mesin dipisahkan dari tempat sampel bawah untuk mengontrol suhu sumber Se dan substrat secara independen. Pada proses sintesis, partikel selenium terlebih dahulu ditempatkan pada pemanas selenium (Se) dan dipanaskan hingga 300 °C untuk menghasilkan uap Se. Pada saat yang sama, gas Se yang diuapkan dibawa ke substrat dengan aliran vertikal dari campuran gas pembawa yang mengandung N2 /H2 gas (N2 :H2 =40:80) pada laju aliran tetap untuk mempertahankan jumlah Se dalam uap. Selanjutnya, substrat yang sebelumnya ditempatkan pada sample holder dipanaskan sampai suhu reaksi 450 °C. Setelah suhu substrat stabil, plasma dimulai pada 250 W untuk mengionisasi uap Se menjadi radial Se untuk mendorong reaksi kimia.
Karakterisasi
Morfologi bahan yang diproduksi dicirikan dengan pemindaian mikroskop elektron (SEM) (Hitachi UHR FE-SEM SU8010). Pengamatan lebih lanjut dari perbedaan struktur sebelum dan sesudah selenisasi berbantuan plasma diperiksa menggunakan mikroskop elektron transmisi resolusi tinggi (HRTEM) (JEOL, JEM-F200 CFEGTEM, 200 kV). Analisis unsur 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 dikarakterisasi dengan difraksi sinar-X (XRD) (Ultima IV, Rigaku). Ikatan kimia dan profil kedalaman bahan dibuat dengan fasilitas spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS, ULVAC-PHI 1600). Pengujian elektrokimia dari CoMoSe4 . yang disiapkan @C dilakukan menggunakan sel koin CR2032, terdiri dari CoMoSe4 Elektroda @C dan katoda logam natrium dipisahkan oleh serat kaca. CoMoSe4 @C langsung digunakan sebagai elektroda anoda, dan beratnya yang sesuai dihitung dengan mengurangi berat kain karbon dari CoMoSe4 @C komposit. Elektrolitnya adalah 1 M natrium trifluorometanasulfonat (NaCF3 JADI3 ) dilarutkan dalam dietilenglikol dimetileter (DEGDME). Untuk menyelidiki kinerja elektrokimia dari elektroda rakitan, 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 menggunakan spektroskopi impedansi elektrokimia (EIS) pada rentang frekuensi 0,01 Hz–100 kHz. Pengukuran pengisian/pengosongan dilakukan di bawah 0,5–3 V pada Sistem Pengukuran Baterai Darat pada suhu kamar.
Hasil dan Diskusi
Sintesis 3D CoMoSe4 susunan nanosheet yang dikonversi langsung dari CoMoO yang diproses secara hidrotermal4 oleh proses selenisasi berbantuan plasma secara skematis ditunjukkan pada Skema 1. Pada dasarnya, sebagai bukti konsep, CoMoO4 nanosheet ditumbuhkan pada serat jaringan kain karbon melalui proses hidrotermal seperti yang ditampilkan dalam Skema 1a1 , diikuti oleh proses selenisasi berbantuan plasma seperti yang ditampilkan dalam Skema 1a2 , CoMoO4 @C langsung diubah menjadi CoMoSe4 nanosheet. Dapat ditunjukkan bahwa atom O hampir digantikan oleh atom Se setelah proses selenisasi berbantuan plasma (File tambahan 1:Gambar S1). Langkah-langkah mendetail dari CoMoSe4 nanosheet yang dikonversi langsung oleh proses selenisasi berbantuan plasma disebutkan di bagian eksperimental. Gambar 1 a menunjukkan gambar SEM dari serat yang diambil dari kain karbon dengan sisipan yang menunjukkan SEM perbesaran rendah. Setelah proses hidrotermal, CoMoO4 susunan nanosheet dengan struktur tekstur yang mapan berhasil ditanam pada serat kain karbon yang dilambangkan sebagai CoMoO4 @C seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1b. Gambar 1 c menunjukkan gambar SEM yang diperbesar yang diambil dari Gambar 1b di mana susunan nanosheet dengan diameter seragam sekitar ~ 13 μm, terdiri dari nanosheet 3D kepadatan tinggi (Gbr. 1d) dengan morfologi jaringan, dapat diamati dengan jelas. Setelah selenisasi yang dibantu plasma di bawah kekuatan 250 W pada 450 °C selama 1 h, struktur nanosheet masih tetap seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1e. Namun, ada sedikit perubahan dalam morfologi nanosheet individu, dengan nanograins dapat ditemukan di permukaan bukan permukaan halus setelah proses selenisasi plasma-dibantu seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1f. Gambar pemetaan unsur EDS dari Co, Mo, dan Se pada serat komposit yang dipilih secara acak seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1g membuktikan keberhasilan produksi CoMoSe4 pada kain karbon dengan distribusi seragam di sekitar serat individu. Tanpa pengobatan dengan bantuan plasma, CoMoO4 tidak dapat sepenuhnya diubah menjadi CoMoSe4 di bawah kondisi yang sama (250 W dan 450 °C) seperti yang ditunjukkan pada File tambahan 1:Gambar S2a. Mode resonansi karakteristik CoMoO4 . ini masih dipertahankan setelah proses selenisasi tanpa pengobatan dengan bantuan plasma (kurva biru pada file tambahan 1:Gambar S2a) sedangkan kurva hitam pada file tambahan 1:Gambar S2a mewakili mode resonansi karakteristik CoMoO4 . Jelasnya, dapat diharapkan bahwa radikal Se yang terionisasi dari atom Se dengan pengobatan berbantuan plasma dapat mempercepat reaksi kimia antara Co, Mo, dan Se untuk membentuk CoMoSe4 pada suhu selenisasi yang lebih rendah.
Diagram skema proses fabrikasi 3D CoMoSe4 @C melalui reaksi hidrotermal (a1 ) dan diikuti oleh proses selenisasi dengan bantuan plasma (a2 )
Gambar SEM dari a kain karbon murni, b , c , d CoMoO4 @C, dan e , f CoMoSe4 @C dalam perbesaran yang berbeda. g Pemetaan elemen EDS dari CoMoSe4 @C
Selanjutnya, hasil TEM juga menunjukkan morfologi nanosheet di CoMoO4 yang telah disiapkan. seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2a, yang konsisten dengan gambar SEM. Selain itu, fitur polikristalin dapat ditemukan di CoMoO4 nanosheet di mana kristal tunggal kecil dapat dikenali dengan baik oleh gambar TEM resolusi tinggi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1b, c. Seperti yang ditampilkan pada Gambar. 1c, pinggiran kisi spasi dalam jarak sekitar 0,157 nm dan 0,335 nm dapat diukur, yang dapat diindeks ke bidang kristal (024) dan (002), mengkonfirmasi fase CoMoO4 . Untuk mengkonfirmasi lebih lanjut perbedaan fase antara CoMoO4 dan CoMoSe4 , Hasil Raman diukur seperti yang ditunjukkan pada file tambahan 1:Gambar S2b. Sebelum proses selenisasi dengan bantuan plasma, mode resonansi karakteristik pada 330, 817, dan 930 cm
−1
diukur untuk mengkonfirmasi pembentukan CoMoO4 fase (kurva hitam di File tambahan 1:Gambar S2b) [44, 45]. Namun, perubahan signifikan dalam mode resonansi yang sesuai dapat ditemukan dalam spektrum Raman sebelum dan sesudah proses selenisasi berbantuan plasma pada CoMoO4 @C, dengan mode resonansi 168 cm
−1
berasal dari CoSe2 [46], dan MoSe2 typical fitur dengan E
12g dan A1g mode terletak di 233 dan 280 cm
−1
memverifikasi produksi CoMoSe4 (kurva merah pada file tambahan 1:Gambar S2b) [47]. CoMoO4 dan CoMoSe4 fase juga dapat dibuktikan dengan spektrum XRD seperti yang ditunjukkan pada File tambahan 1:Gambar S3 di mana CoMoO monoklinik4 (JCPDS No. 21-0868), CoSe ortorombik2 (JCPDS No. 53-0449), dan MoSe heksagonal2 nanocrystals (JCPDS No. 29-0914) dikonfirmasi, masing-masing. Selain itu, distribusi elemen Co, Mo, dan O yang seragam di seluruh nanosheet dapat dikonfirmasi dengan gambar pemetaan elemen EDS seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2d yang menunjukkan sintesis homogen dari CoMoO4 setelah proses hidrotermal. CoMoSe yang diseleksi4 @C mempertahankan struktur nanosheet, menampilkan polikristalinitas seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2e, f dan dicirikan oleh pengukuran Raman dan XRD (File tambahan 1:Gambar S2b dan S3). Gambar TEM resolusi tinggi seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2g menunjukkan pinggiran kisi yang dikenali dengan baik yang dipisahkan oleh ~ 0.27 dan ~ 0.65 nm, sesuai dengan (110) dan (002) bidang kristal CoSe2 dan MoSe2 , masing-masing, mengkonfirmasikan proses selenisasi berbantuan plasma yang berhasil untuk membentuk CoMoSe4 . Demikian pula, transformasi homogen dapat diklaim dengan distribusi seragam elemen Co, Mo, dan Se dalam CoMoSe4 nanosheet seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2h.
a Gambar TEM dari CoMoO4 lembar nano. b , c Gambar HRTEM dari CoMoO4 nanosheet dalam perbesaran yang berbeda. d Pemetaan elemen EELS yang sesuai dari CoMoO4 lembar nano. e Gambar TEM dari CoMoSe4 lembar nano. f , g Gambar HRTEM dari CoMoSe4 nanosheet dalam perbesaran yang berbeda. h Pemetaan elemen EELS yang sesuai dari CoMoSe4 nanosheet
Untuk menyelidiki komposisi kimia dari selenized CoMoSe4 , pengukuran XPS dilakukan di CoMoSe4 Komposit @C, dengan hanya elemen Co, Mo, Se, C, dan O yang dapat diidentifikasi dalam batas instrumental seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3a. Spektrum pemindaian sempit lebih lanjut dari orbital Co 2p, Mo 3d, dan Se 3d dalam data mentah dan kurva yang dipasang disajikan pada Gambar. 3b–d. Puncak elemen Co yang berhubungan dengan orbital 2p terpecah menjadi 2p yang terdefinisi dengan baik3/2 dan 2p1/2 puncaknya pada 778,37 dan 793,92 eV (Gbr. 3b), menunjukkan bahwa Co ada dalam bentuk Co
2+
, dan puncak satelitnya ditandai sebagai “Sab”. muncul di 780,37 dan 783,52 eV, masing-masing [48, 49]. Dua puncak pada 232,25 dan 229,53 eV (Gbr. 3c) sesuai dengan Mo 3d3/2 dan Mo 3d5/2 , menunjukkan bahwa Mo dalam keadaan Mo (IV) [50, 51]. Selain itu, puncak yang terletak di 54,59 dan 55,46 eV pada data mentah dan kurva yang dipasang dapat diselesaikan dengan baik sesuai dengan Se 3d5/2 dan Se 3d3/2 energi seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3d [36, 52, 53]. Jelas, puncak yang diamati pada 59,64 eV dikaitkan dengan SeOx , yang dibentuk oleh oksidasi permukaan CoMoSe4 @C selama penanganan sampel [54]. Hasil analisis komposisi menunjukkan bahwa perbandingan atom Co:Mo:Se adalah sekitar 1:0.88:3.84, menunjukkan stoikiometri CoMoSe4 .
a Spektrum XPS pemindaian lebar dan spektrum pemindaian sempit b Co2p, c Mo3d, dan d Se3d dalam komposit CoMoSe4 @C
Kinerja penyimpanan natrium dari CoMoSe4 @C anoda dievaluasi menggunakan setengah sel tipe koin dengan CoMoO4 tanpa selenisasi @C elektroda untuk perbandingan. Seperti yang dapat dilihat pada kurva voltamogram siklik (CV) dari CoMoSe4 Elektroda @C seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4a, dua puncak pada ~ 1.14 dan 1,05 V selama sapuan katodik pertama dapat diselesaikan sesuai dengan proses penyisipan oleh Na
+
sedangkan dua puncak oksidasi pada sekitar 1,79 V dan 1,86 V terkait dengan proses ekstraksi Na
+
ion. Mulai dari siklus kedua, kurva CV dalam komposit ini sebagai bahan anoda menunjukkan tumpang tindih dengan siklus berikutnya, menunjukkan stabilitas elektroda yang baik. Kurva pengisian/pengosongan galvanostatik yang sesuai seperti yang ditampilkan pada Gambar. 4b adalah konsisten dengan hasil CV dan menunjukkan Na
+
. yang stabil perilaku penyisipan / ekstraksi dalam lima siklus pertama kecuali untuk beberapa reaksi ireversibel. Harus disebutkan bahwa struktur serat dari kain karbon hampir tidak memberikan kontribusi apa pun dalam kapasitas yang dibuktikan dengan pengukuran siklus seperti yang ditunjukkan pada File tambahan 1:Gambar S4. Sebagai perbandingan, CV dan kurva pengisian/pengosongan CoMoO4 Elektroda @C pada kondisi pengukuran yang sama ditampilkan dalam File tambahan 1:Gambar S5. Perhatikan bahwa aktivitas elektrokimia yang buruk di CoMoO4 Komposit @C sebagai anoda untuk SIB dapat dikonfirmasi. Tidak diragukan lagi, selenisasi . yang dibantu plasma dari CoMoO4 @C cukup konstruktif untuk menghasilkan bahan elektroda yang lebih cocok untuk penyimpanan natrium.
a Kurva CV dari CoMoSe4 @C pada 0.1 mV s
−1
di bawah 0,5–3 V versus Na/Na
+
. b Kurva debit/pengisian CoMoSe4 Elektroda @C dalam lima siklus pertama pada 0,1 A g
−1
. c Kemampuan CoMoSe4 @C dan CoMoO4 Elektroda @C pada laju pengisian berbeda di bawah 0,5 hingga 3 V dengan efisiensi Coulomb yang sesuai. d Pertunjukan bersepeda dari CoMoSe4 @C dan CoMoO4 Elektroda @C selama 50 siklus pada 0,5 A g
−1
File tambahan 1:Gambar S6 menunjukkan plot Nyquist eksperimental dan pas untuk CoMoSe4 @C dan CoMoO4 @C serta rangkaian ekivalen yang sesuai (inset dari file tambahan 1:Gambar S6). Jelas, hasil pemasangan mengkonfirmasi bahwa resistansi transfer muatan (Rct) dari CoMoSe4 @C dan CoMoO4 @C adalah 19 dan 157 Ω, masing-masing. Hasil EIS mengungkapkan mekanisme elektrokimia dari peningkatan kemampuan penyimpanan natrium di CoMoSe4 Elektroda komposit @C, di mana konduktivitas listrik yang lebih baik dapat dicirikan dalam komposit selenized berbantuan plasma untuk memfasilitasi Na
+
yang lebih cepat penyisipan/ekstraksi bahkan pada kerapatan arus tinggi daripada yang ada di CoMoO4 @C komposit. Selain itu, kinerja tingkat superior di CoMoSe4 Elektroda @C dicapai dibandingkan dengan CoMoO4 @C seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4c dengan kepadatan arus yang meningkat secara bertahap dari 0,1 menjadi 5 A g
−1
. Secara khusus, kapasitas reversibel tinggi 475 mA h g
−1
pada 0,1 A g
−1
ditunjukkan oleh CoMoSe4 Elektroda @C dengan kontras hanya 198 mA h g
−1
di CoMoO4 @C anoda. Karena kerapatan arus ditingkatkan secara bertahap dari 0,1 menjadi 0,2, 0,5, 1, 2, dan 5 A g
−1
, kapasitas reversibel di CoMoSe4 Elektroda @C turun dari 475 menjadi 458, 371, 320, 277, dan 230 mA h g
−1
, menunjukkan kemampuan tingkat yang baik. Sebagai perbandingan, kapasitas debit di CoMoO4 Anoda @C mengalami reduksi dari 198 menjadi 140, 93, 65, 45, dan 26 mA h g
−1
, masing-masing. Selanjutnya, fenomena serupa dapat ditemukan pada hasil pengujian bersepeda dari CoMoSe4 @C dan CoMoO4 Elektroda @C seperti yang disajikan pada Gambar. 4d. CoMoSe4 @C menunjukkan stabilitas bersepeda yang lebih baik dengan kapasitas tinggi 301 mA h g
−1
pada 0,5 A g
−1
dipertahankan bahkan setelah 50 siklus dibandingkan dengan 46 mA h g
−1
di CoMoO4 @C elektroda. Dibandingkan dengan bahan anoda yang dilaporkan sebelumnya (Tabel 1), CoMoSe4 Elektroda komposit @C menunjukkan kapasitas dan kinerja laju yang dapat dibalik, sehingga CoMoSe4 Komposit @C dapat digunakan sebagai bahan elektroda potensial untuk SIB.
Kesimpulan
Pendekatan yang mudah untuk menyiapkan selenida logam transisi biner untuk berfungsi sebagai bahan anoda dalam SIB ditunjukkan melalui proses selenisasi berbantuan plasma dari oksida logam transisi biner. Dalam karya ini, tiga dimensi (3D) CoMoSe4 nanosheet pada serat jaringan dari kain karbon dilambangkan sebagai CoMoSe4 @C langsung dikonversi dari CoMoO4 nanosheet yang dibuat dengan proses hidrotermal pada serat jaringan dari kain karbon melalui selenisasi yang dibantu plasma sebagai anoda untuk SIB ditunjukkan untuk pertama kalinya. Penyimpanan ion natrium yang besar sebesar 475 mA h g
−1
pada 0,1 A g
−1
dapat dihasilkan dari elektroda komposit selenized berbantuan plasma dengan retensi kapasitas lebih dari 80% dipertahankan bahkan setelah 50 siklus, sedangkan kapasitas pelepasan 230 mA h g
−1
masih dapat diperoleh bahkan pada 5 A g
−1
. Kemampuan penyimpanan ion Na yang sangat baik mendapat manfaat dari struktur nanonya yang berkembang dengan baik dan konduktivitas listrik yang baik. Pekerjaan ini menyoroti aplikasi yang menjanjikan dari selenida logam transisi biner sebagai bahan elektroda dalam SIB dan metode sintesis sederhana yang dapat digunakan dalam produksi selenida bimetalik lainnya untuk berbagai aplikasi, seperti memberi daya pada kendaraan berkelanjutan dan perangkat penyimpanan energi portabel.
Ketersediaan Data dan Materi
Semua data yang dihasilkan atau dianalisis selama penelitian ini disertakan dalam artikel yang diterbitkan ini dan file informasi tambahannya.
