High-Performance Mesostructured Organic Hybrid Pseudocapacitor Electrodes

Advanced Functional Materials

Volumn 26, Issue 6, 2016, Pages 903-910

  Kim, Sung Kon ^a   Cho, Jiung ^a,b   Moore, Jeffrey S ^c   Park, Ho Seok ^d   Braun, Paul V ^a  

^a University of Illinois at Urbana Champaign   (United States)

^b Korea Basic Science Institute (KBSI)   (South Korea)

^c UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^d Sungkyunkwan University   (South Korea)

Author keywords

catechol; energy storage; polypyrrole; pseudocapacitor; quinone

Indexed keywords

CAPACITANCE; CONDUCTING POLYMERS; CRYSTAL STRUCTURE; ELECTRODES; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; ENERGY STORAGE; HYBRID MATERIALS; IONS; PHENOLS; POLYPYRROLES; REDOX REACTIONS;

CATECHOL; ELECTROCHEMICAL CAPACITOR; NON-COVALENT INTERACTION; PROTON COUPLED ELECTRON TRANSFER REACTIONS; PSEUDO-CAPACITIVE MATERIALS; PSEUDOCAPACITORS; QUINONE; VOLUMETRIC CAPACITANCE;

ELECTROCHEMICAL ELECTRODES;

EID: 84981210816     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201504307     Document Type: Article

References (84)

1. Y. Gogotsi, Nature 2014, 509, 568.
2. a) S. W. Lee, N. Yabuuchi, B. M. Gallant, S. Chen, B.-S. Kim, P. T. Hammond, Y. Shao-Horn, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 531;
3. b) M. Kaempgen, C. K. Chan, J. Ma, Y. Cui, G. Gruner, Nano Lett. 2009, 9, 1872;
4. c) J. J. Yoo, K. Balakrishnan, J. Huang, V. Meunier, B. G. Sumpter, A. Srivastava, M. Conway, A. L. Mohana Reddy, J. Yu, R. Vajtai, P. M. Ajayan, Nano Lett. 2011, 11, 1423;
5. d) J. Chmiola, G. Yushin, Y. Gogotsi, C. Portet, P. Simon, P. L. Taberna, Science 2006, 313, 1760.
6. a) H. B. Li, M. H. Yu, F. X. Wang, P. Liu, Y. Liang, J. Xiao, C. X. Wang, Y. X. Tong, G. W. Yang, Nat. Commun. 2013, 4, 1894;
7. b) J. Liu, J. Jiang, C. Cheng, H. Li, J. Zhang, H. Gong, H. J. Fan, Adv. Mater. 2011, 23, 2076.
8. a) S. Ghosh, O. Inganäs, Adv. Mater. 1999, 11, 1214;
9. b) G. A. Snook, P. Kao, A. S. Best, J. Power Sources 2011, 196, 1.
10. a) C. Zhou, Y. Zhang, Y. Li, J. Liu, Nano Lett. 2013, 13, 2078;
11. b) G. Milczarek, O. Inganäs, Science 2012, 335, 1468;
12. c) H. Wang, Z. Xu, Z. Li, K. Cui, J. Ding, A. Kohandehghan, X. Tan, B. Zahiri, B. C. Olsen, C. M. B. Holt, D. Mitlin, Nano Lett. 2014, 14, 1987.
13. P. Simon, Y. Gogotsi, Nat. Mater. 2008, 7, 845.
14. a) W. Chen, R. B. Rakhi, L. Hu, X. Xie, Y. Cui, H. N. Alshareef, Nano Lett. 2011, 11, 5165;
15. b) K. W. Leitner, B. Gollas, M. Winter, J. O. Besenhard, Electrochim. Acta 2004, 50, 199;
16. c) Z. Algharaibeh, P. G. Pickup, Electrochem. Commun. 2011, 13, 147;
17. d) Y. Yang, H. Fei, G. Ruan, C. Xiang, J. M. Tour, Adv. Mater. 2014, 26, 8163;
18. e) X. Yu, B. Lu, Z. Xu, Adv. Mater. 2014, 26, 1044;
19. f) L. Shen, L. Yu, H. B. Wu, X.-Y. Yu, X. Zhang, X. W. Lou, Nat. Commun. 2015, 6, 6694;
20. g) Q. Zhang, C. Xu, B. Lu, Electrochim. Acta 2014, 132, 180.
21. a) M. Lee, J. Hong, H. Kim, H.-D. Lim, S. B. Cho, K. Kang, C. B. Park, Adv. Mater. 2014, 26, 2558;
22. b) T. Tomai, S. Mitani, D. Komatsu, Y. Kawaguchi, I. Honma, Sci. Rep. 2014, 4, 3591.
23. a) G. E. Cabaniss, A. A. Diamantis, W. R. Murphy, R. W. Linton, T. J. Meyer, J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 1845;
24. b) M. Quan, D. Sanchez, M. F. Wasylkiw, D. K. Smith, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 128476;
25. c) S. Roldán, C. Blanco, M. Granda, R. Menéndez, R. Santamaría, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1699;
26. d) D. Vonlanthen, P. Lazarev, K. A. See, F. Wudl, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2014, 26, 5095;
27. e) K. M. Gray, E. Kim, L.-Q. Wu, Y. Liu, W. E. Bentley, G. F. Payne, Soft Matter 2011, 7, 9601;
28. f) Y. J. Kim, W. Wu, S.-E. Chun, J. F. Whitacre, C. J. Bettinger, Adv. Mater. 2014, 26, 6572.
29. a) Y. Xu, Z. Lin, X. Huang, Y. Wang, Y. Huang, X. Duan, Adv. Mater. 2013, 25, 5779;
30. b) C. Liu, Z. Yu, D. Neff, A. Zhamu, B. Z. Jang, Nano Lett. 2010, 10, 4863.
31. a) S.-K. Kim, Y. K. Kim, H. Lee, S. B. Lee, H. S. Park, ChemSusChem 2014, 7, 1094;
32. b) Y. Liu, L. Gao, J. Sun, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 1223;
33. c) J. Bai, X. Bo, B. Qi, L. Guo, Electroanalysis 2010, 22, 1750;
34. d) G. Pognon, T. Brousse, L. Demarconnay, D. Bélanger, J. Power Sources 2011, 196, 4117.
35. J.-Q. Dong, Q. Shen, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2009, 47, 2036.
36. Q. Su, S. Pang, V. Alijani, C. Li, X. Feng, K. Müllen, Adv. Mater. 2009, 21, 3191.
37. a) M. Boota, K. B. Hatzell, E. C. Kumbur, Y. Gogotsi, ChemSusChem 2015, 8, 835;
38. b) J. C. Bachman, R. Kavian, D. J. Graham, D. Y. Kim, S. Noda, D. G. Nocera, Y. Shao-Horn, S. W. Lee, Nat. Commun. 2015, 6, 7040.
39. S. Isikli, R. Díaz, J. Power Sources 2012, 206, 53.
40. a) J. Maier, Nat. Mater. 2005, 4, 805;
41. b) H. Zhang, X. Yu, P. V. Braun, Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 277;
42. c) J. H. Pikul, H. Gang Zhang, J. Cho, P. V. Braun, W. P. King, Nat. Commun. 2013, 4, 1732;
43. d) K. T. Lee, J. C. Lytle, N. S. Ergang, S. M. Oh, A. Stein, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 547;
44. e) Y. Yang, G. Ruan, C. Xiang, G. Wang, J. M. Tour, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6187.
45. a) B. G. Choi, M. Yang, W. H. Hong, J. W. Choi, Y. S. Huh, ACS Nano 2012, 6, 4020;
46. b) D. R. Rolison, J. W. Long, J. C. Lytle, A. E. Fischer, C. P. Rhodes, T. M. McEvoy, M. E. Bourg, A. M. Lubers, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 226;
47. c) T. Sumida, Y. Wada, T. Kitamura, S. Yanagida, Chem. Commun. 2000, 1613.
48. a) J. Zang, C. M. Li, S.-J. Bao, X. Cui, Q. Bao, C. Q. Sun, Macromolecules 2008, 41, 7053;
49. b) Y. Yu, S. Zhihuai, S. Chen, C. Bian, W. Chen, G. Xue, Langmuir 2006, 22, 3899.
50. a) M. Ma, H. Liu, J. Xu, Y. Li, Y. Wan, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6889;
51. b) J. Davis, D. H. Vaughan, M. F. Cardosi, Electrochim. Acta 1998, 43, 291;
52. c) E. Voisin, V. E. Williams, Macromolecules 2008, 41, 2994;
53. d) K. Bechgaard, V. D. Parker, J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 4749;
54. e) O. P. Márquez, J. Márquez, R. Ortíz, J. Electrochem. Soc. 1993, 140, 2163.
55. T. Liu, R. Kavian, I. Kim, S. W. Lee, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 4324.
56. M. D. Stoller, R. S. Ruoff, Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1294.
57. M. Eslami, H. R. Zare, M. Namazian, J. Phys. Chem. B 2012, 116, 125527.
58. J. Wang, J. Polleux, J. Lim, B. Dunn, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 149251.
59. S.-K. Kim, E. Jung, M. D. Goodman, K. S. Schweizer, N. Tatsuda, K. Yano, P. V. Braun, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 9128.
60. S.-K. Kim, H.-J. Koo, A. Lee, P. V. Braun, Adv. Mater. 2014, 26, 5108.
61. S.-K. Kim, H. S. Park, RSC Adv. 2014, 4, 478272.
62. J.-H. Sung, S.-J. Kim, K.-H. Lee, J. Power Sources 2003, 124, 343.
63. a) J. Chmiola, C. Largeot, P.-L. Taberna, P. Simon, Y. Gogotsi, Science 2010, 328, 480;
64. b) S. W. Lee, B.-S. Kim, S. Chen, Y. Shao-Horn, P. T. Hammond, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 671;
65. c) D. Pech, M. Brunet, P.-L. Taberna, P. Simon, N. Fabre, F. Mesnilgrente, V. Conédéra, H. Durou, J. Power Sources 2010, 195, 1266;
66. d) L. Hu, J. W. Choi, Y. Yang, S. Jeong, F. La Mantia, L.-F. Cui, Y. Cui, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 214904;
67. e) D. N. Futaba, K. Hata, T. Yamada, T. Hiraoka, Y. Hayamizu, Y. Kakudate, O. Tanaike, H. Hatori, M. Yumura, S. Iijima, Nat. Mater. 2006, 5, 987;
68. f) Q. Wu, Y. Xu, Z. Yao, A. Liu, G. Shi, ACS Nano 2010, 4, 1963;
69. g) D.-W. Wang, F. Li, J. Zhao, W. Ren, Z.-G. Chen, J. Tan, Z.-S. Wu, I. Gentle, G. Q. Lu, H.-M. Cheng, ACS Nano 2009, 3, 1745.
70. J. Chen, K. Yano, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 7682.
71. a) Y. Li, Z. Li, P. K. Shen, Adv. Mater. 2013, 25, 2474;
72. b) Y. Li, X. Zhao, Q. Xu, Q. Zhang, D. Chen, Langmuir 2011, 27, 6458.
73. J. R. Miller, P. Simon, Science 2008, 321, 651.
74. a) D.-W. Wang, F. Li, H.-T. Fang, M. Liu, G.-Q. Lu, H.-M. Cheng, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 8570;
75. b) D.-W. Wang, F. Li, M. Liu, G. Q. Lu, H.-M. Cheng, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 373.
76. a) D. P. Dubal, S. H. Lee, J. G. Kim, W. B. Kim, C. D. Lokhande, J. Mater. Chem. 2012, 22, 3044;
77. b) S. Y. Liew, W. Thielemans, D. A. Walsh, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 179263;
78. c) S. Sahoo, G. C. Nayak, C. K. Das, Macromol. Symp. 2012, 315, 177;
79. d) Y. Song, T.-Y. Liu, X.-X. Xu, D.-Y. Feng, Y. Li, X.-X. Liu, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 4626.
80. J. M. Pringle, J. Efthimiadis, P. C. Howlett, J. Efthimiadis, D. R. MacFarlane, A. B. Chaplin, S. B. Hall, D. L. Officer, G. G. Wallace, M. Forsyth, Polymer 2004, 45, 1447.
81. a) W. Lu, L. Qu, K. Henry, L. Dai, J. Power Sources 2009, 189, 1270;
82. b) Z. Weng, Y. Su, D.-W. Wang, F. Li, J. Du, H.-M. Cheng, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 917.
83. J. Chmiola, G. Yushin, R. Dash, Y. Gogotsi, J. Power Sources 2006, 158, 765.
84. X. Yu, Y. J. Lee, R. Furstenberg, J. O. White, P. V. Braun, Adv. Mater. 2007, 19, 1689.