Back to Search Start Over

Nanostructured MnO 2 Films for 3D Micro‐Supercapacitors: From New Insights of the Growth Mechanism to the Fine Tuning of Areal Capacitance Values

Authors :
Botayna Bounor
Bouchra Asbani
Camille Douard
Dominique Deresmes
Didier Stiévenard
Pascal Roussel
Frederic Favier
Christophe Lethien
Thierry Brousse
Équipe Nano-ingénierie et intégration des oxydes métalliques et de leurs interfaces (LAAS-NEO)
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E)
Aix Marseille Université (AMU)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Nantes Université (Nantes Univ)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)
Université de Montpellier (UM)
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN)
Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)
Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)
Circuits Systèmes Applications des Micro-ondes - IEMN (CSAM - IEMN )
Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)
Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST)
Nantes Université - pôle Sciences et technologie
Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie
Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (Nantes Univ - EPUN)
Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)
Physique - IEMN (PHYSIQUE - IEMN)
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 (UCCS)
Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)
Institut Universitaire de France (IUF)
Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.)
Université de Lille
CNRS
Centrale Lille
ENSCL
Univ. Artois
Université Polytechnique Hauts-de-France [UPHF]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Institut des Matériaux Jean Rouxel [IMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Plateforme de Caractérisation Multi-Physiques - IEMN (PCMP - IEMN)
This research is financially supported by the ANR within the DENSSCAPIO project (ANR-17-CE05–0015–02). The authors also want to thank the ANR STORE-EX (ANR-10LABX-76–01) and the French network on electrochemical energy storage (RS2E) for the financial support. The French RENATECH network is greatly acknowledged for the use of microfabrication facilities.
PCMP PCP
Renatech Network
ANR-17-CE05-0015,DENSSCAPIO,Supercondensateurs nanostructurés tout-solides pour stockage d'énergie plus dense et plus sûr(2017)
ANR-10-LABX-0076,STORE-EX,Laboratory of excellency for electrochemical energy storage(2010)
Source :
Journal of The Electrochemical Society, Journal of The Electrochemical Society, 2023, 170 (3), pp.030530. ⟨10.1149/1945-7111/acbee8⟩
Publication Year :
2023
Publisher :
HAL CCSD, 2023.

Abstract

Maximizing the electrochemical performance of 3D micro-supercapacitors based on pseudocapacitive films is crucial for powering the next generation of miniaturized IoT devices. The films have to be nanostructured, must conform the 3D template, and have uniform deposition. To study the growth mechanism of nanostructured MnO2 films obtained by a pulsed electrodeposition method, in situ Atomic Force Microscopy methods operating in liquid mode, Scanning Electron Microscopy, and electrochemical characterization techniques were used. The impact of ON and OFF times during the pulsed electrodeposition process was investigated. The deposition mechanism in Volmer Weber Island growth mode provided some guidelines to tune the deposit morphology to enhance the electrochemical performance of the 3D electrode based on nanostructured MnO2 films.

Details

Language :
English
ISSN :
00134651 and 19457111
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of The Electrochemical Society, Journal of The Electrochemical Society, 2023, 170 (3), pp.030530. ⟨10.1149/1945-7111/acbee8⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....324697206a3fa6b3f74b95eb8c98db56