Improved electrochemical properties of morphology-controlled titania/titanate nanostructures prepared by in-situ hydrothermal surface modification of self-source Ti substrate for high-performance supercapacitors

Zobrazit minimální záznam

dc.contributor.author Banerjee, Arghya Narayan cze
dc.contributor.author Veettikkunnu Chandran, Anitha cze
dc.contributor.author Joo, Sang W. cze
dc.date.accessioned 2018-02-27T03:30:06Z
dc.date.available 2018-02-27T03:30:06Z
dc.date.issued 2017 eng
dc.identifier.issn 2045-2322 eng
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/70202
dc.description.abstract Ti substrate surface is modified into two-dimensional (2D) TiO2 nanoplatelet or one-dimensional (1D) nanorod/nanofiber (or a mixture of both) structure in a controlled manner via a simple KOH-based hydrothermal technique. Depending on the KOH concentration, different types of TiO2 nanostructures (2D platelets, 1D nanorods/nanofibers and a 2D + 1D mixed sample) are fabricated directly onto the Ti substrate surface. The novelty of this technique is the in-situ modification of the self-source Ti surface into titania nanostructures, and its direct use as the electrochemical microelectrode without any modifications. This leads to considerable improvement in the interfacial properties between metallic Ti and semiconducting TiO2. Since interfacial states/defects have profound effect on charge transport properties of electronic/electrochemical devices, therefore this near-defect-free interfacial property of Ti-TiO2 microelectrode has shown high supercapacitive performances for superior charge-storage devices. Additionally, by hydrothermally tuning the morphology of titania nanostructures, the electrochemical properties of the electrodes are also tuned. A Ti-TiO2 electrode comprising of a mixture of 2D-platelet + 1D-nanorod structure reveals very high specific capacitance values (similar to 7.4 mF.cm(-2)) due to the unique mixed morphology which manifests higher active sites (hence, higher utilization of the active materials) in terms of greater roughness at the 2D-platelet structures and higher surface-to-volume-ratio in the 1D-nanorod structures. eng
dc.format 13227 eng
dc.language.iso eng eng
dc.publisher Nature Publishing Group eng
dc.relation.ispartof Scientific Reports, volume 7, issue: October eng
dc.rights Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Czech Republic eng
dc.rights.uri https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cz/
dc.subject sensitized solar-cells eng
dc.subject titania nanotube array eng
dc.subject carbon nanotube eng
dc.subject asymmetric supercapacitors eng
dc.subject oxide nanoparticles eng
dc.subject energy-storage eng
dc.subject graphene oxide eng
dc.subject double-layer eng
dc.subject electrode eng
dc.subject capacitance eng
dc.subject zcitlivěné solární články cze
dc.subject nanotyčinkové pole oxidu titaničitého cze
dc.subject asymetrické superkapacitátory cze
dc.subject oxidové nanočástice cze
dc.subject ukládání energie cze
dc.subject oxid grafenu cze
dc.subject dvojvrstva cze
dc.subject elektroda cze
dc.subject kapacitance cze
dc.title Improved electrochemical properties of morphology-controlled titania/titanate nanostructures prepared by in-situ hydrothermal surface modification of self-source Ti substrate for high-performance supercapacitors eng
dc.title.alternative Vylepšené elektrochemické vlastnosti morfologicky kontrolovaných titan/titaničitých nanostruktur připravených in-situ hydrotermální modifikací povrchu Ti substrátu pro vysokovýkonové superkondenzátory cze
dc.type article eng
dc.description.abstract-translated Povrch Ti substrátu je modifikován do struktury dvoudimenzionálních (2D) TiO2 nanoplátů nebo jednodimenzionálních (1D) nanotyčinek/nanovláken (nebo směsi obou) kontrolovaným způsobem pomocí jednoduché hydrotermální metody založené na použití KOH. V závislosti na různé koncentraci KOH dochází k tvorbě různých typů TiO2 nanostruktur (2D plátů, 1D nanotyčinek/nanovláken a 2D + 1D smíšených vzorků) přímo na povrch Ti substrátu. Novinkou této techniky je in-situ modifikace Ti povrchu jako vlastního zdroje Ti do TiO2 nanostruktur a jeho přímé použití jako elektrochemické mikroelektrody mez dalších modifikací. To vede k hodnotnému vylepšení v mezimateriálových vlatsnostech kovového Ti a Ti-TiO2 mikroelektrod, které vykazovalo vysokou superkapacitanci pro lepší náboj ukládající zařízení. Navíc došlo také k řízení elektrochemických vlastností elektrod pomocí hydrotermálního řízení morfologie TiO2 nanostruktur. Ti-TiO2 elektrody složené ze směsi struktur 2D-plátů + 1D-nanotyčinek odhalily velmi vysoké hodnoty specifické kapacitance (blízké 7.4 mF.cm(-2)) díky unikátní směsné morfologii která vykazovala vyšší aktivní stavy (tedy i vyšší využití aktivního materiálu) jako vyšší drsnosti struktur 2D-plátů a vyšším poměru povrchu k objemu u struktur 1D-nanotyčinek. cze
dc.peerreviewed yes eng
dc.publicationstatus published eng
dc.identifier.doi 10.1038/s41598-017-11346-2 eng
dc.project.ID ED4.100/11.0251/CEMNAT - Centrum materiálů a nanotechnologií eng
dc.identifier.wos 000413048000038 eng
dc.identifier.scopus 2-s2.0-85031720166
dc.identifier.obd 39880069 eng


K tomuto záznamu jsou přiřazeny následující licenční soubory:

Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích

Zobrazit minimální záznam

Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Czech Republic Kromě případů, kde je uvedeno jinak, licence tohoto záznamu je Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Czech Republic

Vyhledávání


Rozšířené hledání

Procházet

Můj účet