Novel 3D template of titanium oxide: Silver composite on titanium for applications in supercapacitors

CIM Journal, Vol. 10, No. 1, 2019

M. Dadvand
Polytechnique Montréal, Montreal, Quebec, Canada

A. Dadvand
McGill University, Montreal, Quebec, Canada

G. Kipouros
Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia, Canada

A novel methodology was developed to obtain a 3D porous layer with a high aspect ratio of porosity on a titanium electrode. The porous structure allowed more active material such as hydrous ruthenium oxide to be accommodated during the fabrication of the supercapacitor, resulting in an exceptionally high capacitance per surface area. The electrode demonstrated a remarkably high capacitance of 4,800 mF/cm2. The porous layer was composed of functionalized nanoparticles of TiO2 organized in a perfect 3D hexagonal close-packed array that resulted in a highly porous 3D structure. The layer was used as a template to electrolessly deposit a thin layer of silver prior to the electrodeposition of active material.

Une méthodologie innovante a été mise au point afin d’obtenir une couche poreuse tridimensionnelle (3D) affichant un rapport d’aspect élevé en termes de porosité sur une électrode en titane. La structure poreuse permet d’utiliser une matière plus active telle que l’oxyde de ruthénium hydraté durant la fabrication du supercondensateur, ce qui se traduit par une capacité exceptionnellement élevée par surface active. L’électrode affichait une capacité remarquablement élevée de 4 800 mF/cm2. La couche poreuse était composée de nanoparticules fonctionnalisées de dioxyde de titane (TiO2) organisées dans un arrangement regroupé parfaitement hexagonal en 3D, qui a engendré une structure en 3D hautement poreuse. Cette couche a servi de modèle pour le dépôt autocatalytique d’une fine couche d’argent avant l’électrodéposition de la matière active.