【論文摘要】階層結構氧化鈷修飾碳化矽奈米線陣列電極於微型超級電容之應用

【論文摘要】Hierarchical cobalt oxide-decorated silicon carbide nanowire array electrode for micro-supercapacitors

李巧琳(Chiao-Lin Lee) ； 林汶諭(Wen-Yu Lin) ； 蕭逸宏(Yi-Hong Xiao) ； 李權倍(Chuan-Pei Lee)

《真空科技》 33卷3期 (2020/09) Pp. 31-31

摘要

本研究製備出具階層結構氧化鈷修飾之碳化矽奈米線陣列電極並應用於微型超級電容。其中垂直生長的碳化矽奈米線是透過鎳觸媒輔助化學氣相沉積技術所製備而成；具階層結構氧化鈷奈米花團簇以及氧化鈷保形修飾層則由電化學沉積法所製備。於電容應用方面，使用循環伏安法測定所製備的氧化鈷修飾碳化矽奈米線陣列電極，在掃速10 mV s^(-1)下有最大的單位投影面積電容值845 mF cm^(-2)。研究中發現，經氧化鈷修飾之碳化矽奈米線陣列電極表面極其親水，此將有利於水溶液電解質與電極介面間的電荷傳輸。此外，垂直生長的碳化矽奈米線則可提供氧化鈷觸媒高比表面積進行沉積、一維方向性電荷傳輸路線與高機械強度承受充放電程序。

關鍵字

氧化鈷 ； 奈米線 ； 碳化矽 ； 超級電容

並列摘要

A hierarchical cobalt oxide (Co_3O_4)-decorated silicon carbide nanowire (SiC NW) array electrode is synthesized on 4H-SiC(0001) substrates and investigated for use in the micro-supercapacitor. Ni-catalyzed chemical vapor deposition (CVD) is employed to obtain vertically-aligned SiC NWs, and electrodeposition is used to decorate the nanowires with hierarchical Co_3O_4 nano-flower-clusters and a thin Co_3O_4 layer on the top side and the side-walls of the NWs, respectively. By using the Co_3O_4-decorated SiC NW array electrode for micro-supercapacitor, the areal capacitance obtained from cyclic voltammetry measurement reaches 845 mF cm^(-2) under the scan rate of 10 mV s^(-1). The decoration of Co_3O_4 on the SiC NW array electrode produces an extremely hydrophilic surface, which could benefit for the charge transfer characteristics at the interface between the electrode and the aqueous electrolyte. Moreover, the vertically-aligned SiC NWs would provide a directional charge transport route along the nanowire length in the Co_3O_4-decorated SiC NW array electrode.

並列關鍵字

Cobalt oxide ； Nanowire ； Silicon carbide ； Supercapacitor