SK
Sujit Kadam
Author with expertise in Materials for Electrochemical Supercapacitors
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
5
(0% Open Access)
Cited by:
4
h-index:
13
/
i10-index:
19
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Enhanced Energy Density in a Heterostructure Capacitor of Multilayered PVDF and 2D Mica Nanocomposites

Sumit Bera et al.Aug 22, 2024
The demand for energy storage devices with high energy density, power density, and higher efficiencies has motivated researchers to explore novel materials and designs beyond current limitations. Polymer-based dielectric capacitors are flexible, lightweight, self-healable, and compatible with a variety of nanofillers. Despite a plethora of studies on polymer nanocomposites with 2D nanofillers, the role of multilayered 2D nanofillers in polymer nanocomposites in the context of energy storage properties has yet to be determined. In this work, mechanically exfoliated 2D mica nanofillers were incorporated with poly(vinylidene fluoride) (PVDF) polymer to fabricate PVDF-mica-PVDF (PMP) multilayered heterostructure capacitors. A single exfoliated layer of mica with an average thickness of the flakes of 20 nm interfaced within layers of PVDF to form PMP and using two layers of mica to form PVDF/mica/PVDF/mica/PVDF (PMPMP) heterostructure capacitors. Average enhancements of 100% and 170% were measured for the dielectric constants of PMP (εav ∼ 22.9) and PMPMP (εav ∼ 30.8), respectively compared to that of the pristine PVDF (εav ∼ 11.4) films measured using the same setup. The highest discharged energy density of PMP and PMPMP nanocomposite films reached 27.5 J/cm3 (E = 670 MV/m) and 44 J/cm3 (E = 570 MV/m), compared to 11.2 J/cm3 (E = 396 MV/m) for the pristine PVDF capacitor. This work develops a detailed understanding of the use of multilayered 2D nanofillers to develop high-capacitance and high energy density polymeric dielectric capacitors and opens avenues for developing orientation-controlled 2D nanofiller-based capacitors for use in industrial applications.
0

Ferromagnetic Hybrid 2D FeS/FeS2 Nanostructures as Electrocatalysts for the Hydrogen Evolution Reaction

Sujit Kadam et al.Nov 18, 2024
The development of highly effective and durable catalysts for the hydrogen evolution reaction (HER) using abundant earth materials is crucial for advancing the hydrogen economy. In this work, we present an approach for synthesizing two-dimensional (2D) combined phase materials with tunable catalytic and magnetic properties. We successfully synthesized ferromagnetic pristine pyrite (FeS2) nanoparticles (NPs) and hybrid 2D troilite (FeS) nanosheets utilizing the hot-filament metal–chemical vapor deposition (HFMCVD) technique. The mixed phase of 2D FeS/FeS2 exhibited an exceptional HER catalytic performance, achieving a low overpotential of 40 mV at 10 mA·cm–2 current density. Additionally, the magnetic saturation and magnetic moments of the mixed phase 2D FeS/FeS2 materials were significantly higher compared to pristine FeS2 NPs. This increase is attributed to a higher density of unpaired electrons and spins in the mixed phase hybrid materials. These enhanced magnetic properties facilitate more efficient electron transfer, leading to superior catalytic performance with low overpotentials during HER. The ferromagnetic 2D FeS/FeS2 material holds promise as an electrocatalyst for next-generation water splitting as well as energy conversion applications. Moreover, our computational results based on DFT are consistent with the experimental findings.