DOI:10.1021/acsami.0c11607
盡管有關金屬氧化物磁場相關儲能特性的文獻報道頗多，但磁場相關超電容特性的起源尚不清楚。這是因為電極的特性，如物理（電和磁特性）、結構和微結構（表面積、孔徑及其分布）以及電解質的性質（離子擴散、離子電導率、陽離子尺寸等）對于研究磁場對金屬氧化物儲能性能的影響是非常關鍵的。本文深入研究了磁場對上述某些特性的影響，進而研究了磁場對FeCo2O4（FCO）納米纖維超電容性能的影響。作者指出，磁化電極的局部磁環境（磁梯度力，磁化率等）對于調節電極材料的存儲特性是至關重要的。磁場介導電極材料的電阻特性以及由此在電極表面產生的磁梯度力可能有助于降低能斯特層厚度，改善電極/電解質界面，使離子交換更加平滑，從而使FCO納米纖維的電容值增加56％。對裸電極和循環電極進行了一系列的電化學實驗（循環伏安法和恒流充放電）和磁性能評估，通過研究非原位磁性驗證了所提出的機理/假設，并對結果進行了詳細討論。
圖1.（a）初紡FCO納米纖維的FESEM圖像。（b）（i）初紡和（ii）燒結納米纖維的TG分析。分別在室溫（RT）至1000和900℃的空氣中獲得初紡和燒結納米纖維的TG分析。
圖2.（a）燒結FCO納米纖維的XRD圖。（b）通過精確的XRD數據生成的FCO納米纖維的晶胞結構。（c）燒結FCO納米纖維的FESEM圖像。（d）燒結FCO納米纖維的EDX圖譜。插圖顯示了FCO納米纖維中存在元素的理論和實驗原子百分數。*和＃分別代表碳基材和Au涂層。
圖3.燒結FCO納米纖維的XPS分析：（a）全掃描光譜，（b）Fe 2p光譜，（c）Co 2p光譜，和（d）O 1s光譜。
圖4.（a）燒結FCO納米纖維的N2吸附-解吸等溫線，插圖為孔徑分布。（b）FCO納米纖維在室溫下的磁化強度與磁場（M-H）曲線，插圖顯示了M-H圖從-300 Oe到+300 Oe的放大區域。
圖5.（a）FCO電極在無磁場（0mT）和有磁場（3mT）情況下的CV和（b）GCD曲線，掃描速率為3 mV s-1，電流密度為0.25 A g-1，分別在2M KOH電解質中進行；（c，d）在有/無磁場的情況下，比電容與不同掃描速率和電流密度的函數關系。
圖6.（a）在不存在（0mT）和存在（3mT）磁場的情況下，FCO電極的奈奎斯特圖（三電極配置）；（a）的插圖顯示了奈奎斯特圖的放大區域。（b）在沒有磁場（0mT）和存在（3mT）的情況下，FCO電極的奈奎斯特圖，其中（b）的插圖顯示了半圓形的放大區域，以提供清晰的視野。（c）在不存在（0mT）和存在（3mT）磁場的情況下，裸露和循環（第5個循環）FCO電極的非原位VSM研究。（d）在不存在（0mT）和存在磁場（3mT）的情況下，在6M KOH電解質溶液中以3 mV s-1的掃描速率獲取的CV曲線。
圖7.（a）磁性環境下能斯特層遞減的示意圖；（b）CV曲線（在3 mV s-1下）顯示了磁場暴露時間對FCO電極存儲特性的影響。曝光時間顯示在圖表中。（c）切斷磁場（3mT）的供應后，在不同時間間隔的CV曲線。圖中顯示了不同的測量時間。（d）電容與時間的關系圖，顯示了磁場暴露時間或無磁場暴露時間的影響。
圖8.在不存在（0mT）和存在（3mT）磁場的情況下，FCO納米纖維電極在0.5 A g-1下的循環穩定性。
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