Large Capacitance Enhancement Induced by Metal-Doping in Graphene-Based Supercapacitors: A First-Principles-Based Assessment
Source abstract
Abstract
Chemically doped graphene-based materials have recently been explored as a means to improve the performance of supercapacitors. In this work, we investigate the effects of 3d transition metals bound to vacancy sites in graphene with [BMIM][PF6] ionic liquid on the interfacial capacitance; these results are compared to the pristine graphene case with particular attention to the relative contributions of the quantum and electric double layer capacitances. Our study highlights that the presence of metal-vacancy complexes significantly increases the availability of electronic states near the charge neutrality point, thereby enhancing the quantum capacitance drastically. In addition, the use of metal-doped graphene electrodes is found to only marginally influence the microstructure and capacitance of the electric double layer. Our findings indicate that metal-doping of graphene-like electrodes can be a promising route toward increasing the interfacial capacitance of electrochemical double layer capacitors, primarily by enhancing the quantum capacitance.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Supercapacitor Materials and Fabrication · Advancements in Battery Materials · Advanced Battery Materials and Technologies
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Chemical Engineering, University of Texas, Austin, Texas 78712, United States
Funding
Welch Foundation
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