The self-limiting redox reaction of carbon nanofoam substrates with permanganate at room temperature in neutral-pH solutions produces conformal nanoscale

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>MnO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>

MnO2 deposits throughout the macroscopic thickness

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>0.17</mml:mn><mml:mspace                               width="0.5em"></mml:mspace><mml:mtext>mm</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math>

(∼0.17mm) of the nanofoam structure. The nanoscale

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>MnO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>

MnO2 morphology ranges from

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mspace width="0.5em"></mml:mspace><mml:mtext>nm</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>

∼10nm layered ribbons and rods for a 4 h deposition to

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>20</mml:mn><mml:mspace width="0.5em"></mml:mspace><mml:mtext>nm</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>

∼20nm polycrystalline nanoparticles that form at long deposition times (20 h). The through-connected pore network of the carbon nanofoam is maintained at all deposition times (5 min to 20 h), although the average pore size shifts to smaller values and the cumulative pore volume decreases as the

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>MnO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>

MnO2 coatings grow and thicken within the nanofoam structure. The electrochemical capacitance of the resulting hybrid electrode structure is dominated by the pseudocapacitance of the

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>MnO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>

MnO2 and increases with

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>MnO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>

MnO2 loading (a function of the exposure time in permanganate), particularly at low charge–discharge rates and at ac frequencies

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo><</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn><mml:mspace width="0.5em"></mml:mspace><mml:mtext>Hz</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>

<0.1Hz . The significant enhancement in mass-, volume-, and footprint-normalized capacitance at high

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>MnO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>

MnO2 mass loadings is accompanied by a modest increase in the Warburg resistance that develops as the pore size and void volume of the nanofoam substrate are reduced by internal

<mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>MnO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>

MnO2 deposition.

Publications with shared reference:

0 publications found