本文报道了通过催化热化学气相沉积(CVD)制备合成的BCNTs，从而在电极和电解质之间实现快速电荷转移的工作。
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大多数超级电容器可分为电化学双层电容器(EDLCs)。这类电容器的功能依赖于高效的还原-氧化反应，在制备时选择合适的电极材料非常重要。
亚博网站下载延长循环稳定寿命的材料以及那些产生突出的能量和功率密度的材料是不断寻求改善性能的关键特性。
活性的三维(3D)材料符合这些标准，但迄今为止，还没有任何关于亚博网站下载超级电容器应用的复合电极材料的研究，这些材料由3D束状碳纳米管(BCNTs)与金属合金组成。
三维结构
电容器通常使用两个导体来分离电荷，在它们之间产生电位差。储存在导体中的电荷与电位差的比值称为电容;实际上，是将电容内储存的电荷与施加的直流电压的比率保持一致的能力。
电容量的测量单位是法拉(F)。驱动高性能超级电容器电极的是通过三维多孔结构的大比表面积(SSA)，增强可访问的离子扩散。
与孤立的一维和二维结构相比，额外尺寸大大提高了电导率，三维结构可以提高电容器电极的性能。
深入研究文献可以发现，有相当多的团队已经设计出实现超级电容器应用的3D材料结构的方法。
例如，Deng L.等人的混合工作将多壁碳纳米管(MWCNTs)与石墨烯薄膜结合在一起。
其他人则一直在用碳纳米管与镍和石墨烯泡沫的组合来制造3D结构。
也有报道称，通过快速电荷传输实现了高比容量。在快速电荷传输中，CNTs被加入到重新堆叠的石墨烯结构中，作为间隔物，以优化传输。此外，还投入了大量的时间用于整合金属氧化物纳米颗粒，以提高电容、循环效率和稳定性。yabo214
双组分金属间化合物合金
然而，可能改变游戏规则的是徐浩林等人对环保和低成本合成路线的研究结果。实际上，他们在使用Ni和Mg (NMA)双组分金属间化合物的两阶段工艺制备工作电极时，再次提出了合成的BCNTs生长机制。
首先，金属在低温下与液体乙二醇(EG)介质混合，然后通过催化热化学气相沉积(CVD)合成BCNTs, CVD分解并驱逐碳氢化合物。
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在第二步处理中，以氯化钼的形式引入额外的前驱体与NMAs共混。
利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)观察所得的BCNT结构，揭示其结构和表面形貌，从而确定其SSA。
然后进行一系列实验，以确定电极的电化学性能;其中包括交流电化学阻抗法、恒电流充放电法和循环伏安法。
循环伏安法通常用来观察系统的行为，通过测量电流作为随时间变化的电位的函数。恒流充放电测量电流随时间施加的电压，通常用于确定性能，特别是容量的保留。
以3MNaOH(aq)为电解质对制备的工作电极进行了研究。他们的发现非常鼓舞人心。
卓越的电导率和电容保持
该团队已经能够通过他们的加工路线开发出碳纳米管束和在bcnt基电极内的一侧致密层状Ni/Mg/Mo合金(NMMA)，从而提高导电性的活性3D材料复合材料。
制备的电极增强了与电解质的直接接触，降低了与离子扩散有关的限制，从而使电解质和电极之间的优越电子扩散成为可能。反过来，这就产生了最大的比电容，相应地，最大的能量和功率密度。
经过2000次循环伏安扫描和恒电流充放电循环，制备的3D BCNTs电极的比电容分别保持在128.2%和77.3%。
在这些条件下，增加碳纳米管捆绑结构的离子可及面积，以及电极和电解质界面的逐步润湿，被认为是允许BCNTs电极内电容保持增长的潜在现象。
3D BCNTs和NMMA封闭层复合电极材料通过电极内部的活性材料增强EDLC电容。亚博网站下载直接接触电解液
能够使电解质离子通过导电的3D结构快速迁移/电荷转移，并表明在微观结构中，由NMMA层和捆绑的CNTs构建了足够多的多孔通道。
新方法
该研究小组的设计策略已经产生了一种新的方法，以生产卓越的电容器存储性能。将3D BCNTs和NMMA层包裹在复合材料中可以产生良好的能量密度和长期循环稳定性。
它为更多的能量存储设备提供了可能性，包括那些将非水、固态电解质介质作为其组成部分的设备。
参考资料及进一步阅读
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