Thermally reduced fluorographenes as efficient electrode materials for supercapacitors

Abstract

There is an urgent need for a simple and up-scalable method for the preparation of supercapacitor electrode materials due to increasing global energy consumption worldwide.

Heteroatom‐Doped and Oxygen‐Functionalized Nanocarbons for High‐Performance Supercapacitors

“…[186] Likewise, thermal reduction applied to the fluorographene improves the capacitive features while maintaining excellent structural stability in neutral electrolyte. [188] Generalizing the results from the recent reports, [71,186,189,190] we can conclude that the improved charge-storage kinetics can be attributed to the enhanced polarization from the high electronegativity of the CF semi-ionic bonding, higher surface area, pore refinement, improved graphitic quality, and higher wettability. Oxyfluronitrated activated carbon exhibits higher gravimetric capacitance of 397 F g −1 at 5 mV s −1 in 1 m H 2 SO 4 versus Ag/AgCl than the untreated ones due to the synergistic effect of the higher density of micropores, optimum mesopore volume and electrochemically active surface functionalities like CF and quinone CO.…”

First-principles study of the adsorption behaviors of Li atoms and LiF on the CFx (x = 1.0, 0.9, 0.8, 0.5, ∼0.0) surface

“…55 Partial adsorption energy calculation was performed using the PBE-D dispersion-correction scheme for consider the van der Waals interaction. 56,57 For all of the selected systems, the chair conguration has the lowest energy structure. The optimized structures of the selected systems are shown in Fig.…”

Covalently Functionalized Graphene Derivatives as Active Electrode Materials for Supercapacitors

“…Fluorografen (FG), někdy trochu nešťastně nazývaný "2D-teflon", je stechiometrický derivát grafenu, ve kterém je na každý sp 3 atom uhlíku v hexagonální struktuře podobné grafenu navázán atom fluoru 38,39 . Různé syntetické přístupy poskytují odlišná složení C x F y (poměry x:y), a tedy i stupeň funkcionalizace, jenž ovlivňuje i výsledné vlastnosti 40 . Výhodou FG je snadná dostupnost jeho prekurzoru, grafit fluoridu, který se komerčně používá jako lubrikant 41 či materiál pro primární lithiové baterie 42 .…”

“…Izotermickou redukcí při 450 °C ve vodíkové atmosféře lze připravit redukovaný FG s optimalizovaným množstvím reziduálního fluoru (0,5 at.%). Připravený materiál nabízí kapacitu 539 F g -1 při proudové hustotě 0,25 A g -1 a vykazuje excelentní cyklickou stabilitu ve tříi dvouelektrodovém uspořádání při použití zásaditého vodného elektrolytu 40 .…”