Double Approach Towards 3D Electrodeposited RuO<sub>x</sub> Porous Structure for High Energy/High Power Micro-Supercapacitors
Notice bibliographique
Résumé
Hydrous RuOx has been one of the well-studied materials for application in supercapacitors owing to its excellent properties (high conductivity similar to metals, redox activity capable of fast faradaic reactions and structural water enabling swift proton transfer and decreased diffusion distance). The main issue regarding supercapacitors is that, they suffer from low energy density compared to batteries. One way to overcome this problem is to increase surface area of the active material and hence the energy stored through 3D structuration of current collector. Multiple techniques have been used in this regard like 3D printing, pholitography methods...etc. However, these techniques are pretty complex, time consuming and have constraining conditions. Hence, it’s necessary to develop economic and simple routes for 3D structuration of electrodes for micro-supercapacitors. One simple, time efficient and easy to set up method that can be used under ambient conditions is the electrochemical structuration using dynamic hydrogen bubble template (DHBT). With this strategy, 3D scaffolds which can hold small quantities of intrinsic pseudocapacitve materials like RuOx can be fabricated. The challenge in this latter case is magnified, needing controlled decoration of active materials for efficient utilization and full benefit of the 3D framework. Hence, the pursuit of superior micro-supercapacitors not only needs controlled deposition, but also requires stable 3D scaffolds to maximize capacitance per footprint area1. We have previously shown electrodeposition of active RuOx on porous gold electrodes for micro-supercapacitors achieving a capacitance of 3 F/cm².2 One other approach would be to deposit the active material directly by the DHBT method. As RuOx is a good conductor this would not hinder its efficiency (this would not be the case for MnO2 for example). The difficulty here is that, not all metals can be deposited by the DHBT technique as other factors play a crucial role such as the exchanged current density towards H2 evolution and mechanical stability3. In the current work, we report two different strategies for the 3D deposition of RuOx. The first is the successful fabrication of highly porous 3D platinum current collector using DHBT followed by a conformal coating of hydrous RuOx to achieve a specific capacitance as high as 7 F/cm². The second is the direct electrodeposition of the active material, RuOx, in a 3D porous structure. These two approaches are characterized and discussed within the framework of fabricating superior micro-supercapacitors with excellent capacitance and low internal resistance. References 1. N. A. Kyeremateng, T. Brousse, and D. Pech, Nat. Nanotechnol., 12, 7–15 (2017) 2. A. Ferris, S. Garbarino, D. Guay, and D. Pech, Adv. Mater., 27, 6625–6629 (2015) 3. Plowman, B. J., Jones, L. A., & Bhargava, S. K. Chem. Commun., 51, 4331–4346 (2015) Figure 1
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».