Graphene-based fibers attract much scientific interest as electrode materials for wearable energy storage devices such as supercapacitors owing the high conductivity of graphene and the mechanical flexibility associated with the fiber shape. However, due to restacking of graphene sheets in graphene fibers, the SSA of graphene is severely reduced. As graphene fibers store charge only through the double layer mechanism, the energy density obtained by them is much lower. Addition of pseudo-capacitive materials such as Transition Metal Oxides (TMOs) or Conducting Polymers (C.Ps) is the usual solution to achieve a higher energy density. However, the low conductivity of TMOs and the structural stability issues of C.P/graphene hybrids limit the rate capability and long cycle life of the fiber supercapacitor. In this work, we employ tungsten nitride (WN), a transition metal nitride (TMN) which are chemically stable compounds and intrinsically provide both high capacitance and high conductivity, to make a hybrid with graphene fiber and compare its performance with tungsten oxide ($WO_3$)-graphene hybrid fiber. We observed that the electrical conductivity and electrochemical performance of the tungsten nitride- graphene hybrid fiber is much higher than the corresponding $WO_3$-graphene hybrid fiber. We can infer that TMNs can prove to be very beneficial when mixed with graphene compared to TMOs for flexible energy storage device applications.
그래 핀계 섬유는 그래 핀의 높은 전도성 및 섬유 형태와 관련된 기계적 유연성으로 인해 슈퍼 커패시터와 같은 웨어러블 에너지 저장 장치 용 전극 재료로서 많은 과학적 관심을 끌고있다. 그러나, 그래 핀 섬유에서 그래 핀 시트의 재적 층으로 인해, 그래 핀의특정 표면적 는 심각하게 감소된다. 그래 핀 섬유는 이중층 메카니즘을 통해서만 전하를 저장하므로, 이들에 의해 얻어진 에너지 밀도는 훨씬 더 낮다. 전이 금속 산화물 또는 전도성 폴리머 와 같은 유사 용량 성 물질을 추가하면 에너지 밀도를 높일 수있는 일반적인 솔루션입니다. 그러나, 의 낮은 전도성 및전도성 폴리머/ 그래 핀 하이브리드의 구조적 안정성 문제는 섬유 슈퍼 커패시터의 속도 성능 및 긴 사이클 수명을 제한한다. 이 연구에서는 화학적으로 안정한 화합물이며 본질적으로 높은 정전 용량과 높은 전도성을 모두 제공하는 그래 핀 섬유와 하이브리드를 만들고 텅스텐 산화물 과의 성능을 비교하는텅스텐 질화물을 사용합니다. )-그래 핀 하이브리드 섬유. 텅스텐 질화물-그래 핀 하이브리드 섬유의 전기 전도성 및 전기 화학적 성능은 해당산화 텅스텐- 그래 핀 하이브리드 섬유보다 훨씬 높다는 것을 관찰 하였다. 우리는 전이 금속 질화물이 유연한 에너지 저장 장치 응용을 위해천이 금속 산화물에 비해 그래 핀과 혼합 될 때 매우 유익한 것으로 입증 될 수 있다고 추론한다.
