闪光添加碳纳米管用于能源储存和转换
Xuehuan Zhang1, Gaoyi Han1,2, Sheng Zhu1,2,3
1Institute of Molecular Science, Shanxi University, Taiyuan, 030006, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 13, 2023
概括
快速的焦勒加热可以快速地产生化碳纳米管 (N-CNTs),用于储能. 这些N-CNT显示出出色的电容和氧降低活性,优于超级电容器和Zn-air电池的传统方法.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 化碳对电化学能量储存和转换具有前景.
- 用添加碳材料的高效合成对于它们的应用至关重要.
研究的目的:
- 报告一种超快速和绿色方法,用于制备化碳纳米管 (N-CNTs).
- 评估通过闪光热合成的N-CNTs的电化学性能,用于储能和催化.
主要方法:
- 通过现场聚合合成1D核心外CNT@聚氨前体.
- 在1秒内将前体快速转化为N-CNTs,使用快速热在1300K的焦尔加热.
- 电化学表征包括电容量测量,超级电容器组装和氧减少反应 (ORR) 测试.
主要成果:
- 优化的N-CNTs在5 mV s-1.1时表现出101.7 mF cm-2的面积电容.
- 用N-CNT组装的对称超级电容器实现了1.03μWh cm-2的能量密度,周期超过10,000次.
- N-CNTs表现出令人印象深刻的ORR催化活性 (半波潜力为0.8V),与传统制备的材料相比,优于商业Zn-air电池中的Pt/C.
结论:
- 闪光焦耳加热是一种高效和绿色的方法,用于生产添加碳材料.
- 合成的N-CNT具有出色的电化学性能,可用于储能和催化应用.
- 这种方法为制备用于电化学设备的先进碳材料提供了优质的替代方案.
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