Tuning the Laser-Induced Processing of 3D Porous Graphenic Nanostructures by Boron-Doped Diamond Particles for Flexible Microsupercapacitors
Abstrakt
Carbon (sp3)-on-carbon (sp2) materials have the potential to revolutionize fields such as energy storage and microelectronics. However, the rational engineering and printing of carbon-on-carbon materials on flexible substrates remains a challenge in wearable electronics technology. This study demon-strates the scalable fabrication of flexible laser-induced graphene (LIG)-boron doped diamond nanowall (BDNW) hybrid nanostructures for microsuperca-pacitors. Direct laser writing on polyimide film is tuned by the presence of BDNW powder where an appreciable absorbance of the BDNWs at the CO2laser wavelength enhances the local film temperature. The thermal shock due to laser irradiation produces graphitized and amorphous carbon at the diamond grain boundaries which increases the thermal and charge transfer capacity between the LIG–diamond interfaces. The samples are further treated with O2 plasma to tune the wettability or to improve the microsu-percapacitor device performance. The outstanding electrical characteristics of graphene, exceptional electrochemical stability of diamond, and essential contributions of oxygen-containing groups result in a remarkable charge storage capacity (18 mF cm−2 @ 10 mV s−1) and cyclic stability (98% retention after 10 000 cycles) outperforming most state-of-the-art LIG-based superca-pacitors. Furthermore, despite extreme mechanical stress, these microsu-percapacitors maintain their outstanding electrochemical properties, thus holding promise for high-power, flexible/wearable electronics.
Cytowania
-
3 9
CrossRef
-
0
Web of Science
-
3 6
Scopus
Autorzy (6)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1002/adfm.202206097
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuły w czasopismach
- Opublikowano w:
-
ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
nr 32,
ISSN: 1616-301X - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2022
- Opis bibliograficzny:
- Deshmukh S., Jakóbczyk P., Ficek M., Ryl J., Geng D., Bogdanowicz R.: Tuning the Laser-Induced Processing of 3D Porous Graphenic Nanostructures by Boron-Doped Diamond Particles for Flexible Microsupercapacitors// ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS -Vol. 32,iss. 36 (2022),
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1002/adfm.202206097
- Źródła finansowania:
-
- Projekt Technologia addytywnego wytwarzania elektroaktywnych przestrzennych struktur z kompozytów polilaktydu wzmacnianego diamentem
- IDUB
- Program Ulam NAWA (PPN/ULM/2020/1/00282/DEC/1
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
Powiązane datasety
wyświetlono 145 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Determination of Chemical Oxygen Demand (COD) at Boron-doped Diamond (BDD) Sensor by Means of Amperometric Technique
- R. Bogdanowicz,
- J. Czupryniak,
- M. Gnyba
- + 4 autorów
Determination of chemical oxygen demand (cod) at boron-doped diamond (bdd) sensor by means of amperometric technique
- R. Bogdanowicz,
- J. Czupryniak,
- M. Gnyba
- + 4 autorów