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J-GLOBAL ID：201702226952223958   整理番号：17A0617531

高速電気化学エネルギー貯蔵のための二次元層状MnO₂ナノ構造中のレドックス活性インターカレーション/デインターカレーション

Redox Active Cation Intercalation/Deintercalation in Two-Dimensional Layered MnO₂ Nanostructures for High-Rate Electrochemical Energy Storage

著者 (6件)： XIONG Pan (National Inst. for Materials Sci. (NIMS), Ibaraki, JPN) ,  MA Renzhi (National Inst. for Materials Sci. (NIMS), Ibaraki, JPN) ,  SAKAI Nobuyuki (National Inst. for Materials Sci. (NIMS), Ibaraki, JPN) ,  BAI Xueyin (National Inst. for Materials Sci. (NIMS), Ibaraki, JPN) ,  LI Shen (Royal Inst. of Technol., Stockholm, SWE) ,  SASAKI Takayoshi (National Inst. for Materials Sci. (NIMS), Ibaraki, JPN)
資料名： ACS Applied Materials & Interfaces  (ACS Applied Materials & Interfaces)
巻： 9  号： 7  ページ： 6282-6291  発行年： 2017年02月22日 
JST資料番号： W2329A  ISSN： 1944-8244  CODEN： AAMICK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： Liイオン電池と電気二重層超コンデンサは相反する性質をもつ。前者は出力エネルギー密度は高いが充電に時間がかかり,後者は充電時間は10秒以内であるがエネルギー密度が小さい。この問題を解決するために,本稿では,種々の層間距離をもつKバーネサイト型ナノベルト(K-MnO₂)の2D層状MnO₂中の種々の金属イオンのインターカレーション/デインターカレーション挙動を調べ,剥離ナノシートのそのプロトン化形成(H-MnO₂)を調べた。一連の金属イオン,一価Li⁺,Na⁺,およびK⁺と二価Mg²⁺は充電/放電サイクル中に可逆的インターカレーションを示し,高速擬静電容量を分配した。特に,剥離ナノシートの凍結乾燥MnO₂は最大層間隔を再積層し,小コンパクト3Dネットワークは最高の可能出力と5000サイクルにわたる安定性を示した。理論計算と動力学解析の両方により,層間距離の増加が層状MnO₂ホスト中のカチオンの高速拡散を促進させたことを明らかにした。これらの結果により,種々の単一と多価イオンを用いた高速電気化学エネルギー貯蔵のための層状ナノ構造の制御可能合成の基礎を与えた。

シソーラス用語： *エネルギー貯蔵 ,  *電気化学 ,  *酸化マンガン ,  *ナノ構造 ,  *酸化還元反応 ,  *インターカレーション ,  *層間化合物 ,  リチウムイオン電池 ,  電力コンデンサ ,  電気二重層 ,  エネルギー密度 ,  充電 ,  ナノシート ,  剥離 ,  プロトン化 ,  金属イオン ,  充放電サイクル ,  キャリア拡散 ,  多価イオン ,  合成 ,  二次元
準シソーラス用語： カリウムイオン ,  *デインターカレーション ,  ナトリウムイオン ,  理論計算

分類 (4件)： 原子・分子のクラスタ  (BH09030O) ,  分子化合物の結晶構造  (BK09050T) ,  エネルギー貯蔵  (LC02000F) ,  電気化学一般  (CB07010N)

タイトルに関連する用語 (9件)： 電気化学 ,  エネルギー貯蔵 ,  層状 ,  MnO2 ,  ナノ構造 ,  レドックス ,  活性 ,  インターカレーション ,  デインターカレーション