Conformal atomic layer deposition of RuOx on highly porous current collectors for micro-supercapacitor applications
- Others:
- 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 1 Capitole (UT1) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
- Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL) ; École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM) ; Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS) ; Université Toulouse 1 Capitole (UT1) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
- Énergie Matériaux Télécommunications - INRS (EMT-INRS) ; Institut National de la Recherche Scientifique [Québec] (INRS)-Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM)
- The authors acknowledge the support from the European Research Council (ERC) under the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme (ERC-2017-CoG, grant agreement n° 771793 3D-CAP). This work was supported by LAAS-CNRS technology platform, a member of Renatech network.
- European Project: 771793,H2020,ERC-2017-COG,ERC 3D-CAP(2018)
Citation
Description
3D porous electrodes have been considered as a new paradigm shift for increasing the energy storage of pseudocapacitive micro-supercapacitors for on-chip electronics. However, the conformal deposition of active materials is still challenging when highly porous structures are involved. In this work, we have investigated the atomic layer deposition (ALD) of ruthenium dioxide RuO2 on porous Au and Pt architectures prepared by hydrogen bubble templated electrodeposition, with area enlargement factors ranging from 400 to 10 000 cm2 /cm2 . Using proper ALD conditions, a uniform RuO2 coverage has been successfully obtained on porous Au, with a specific electrode capacitance of 8.1 mF cm−2 and a specific power of 160 mW cm−2 for a minute amount of active material. This study also shows the importance of the chemical composition and reactivity of the porous substrate for achieving conformal deposition of a ruthenium oxide layer.
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal.laas.fr/hal-03810574
- URN
- urn:oai:HAL:hal-03810574v1
- Origin repository
- UNICA