来自煤炭的气合的多孔碳用于高性能双碳离子电容器
Jiangmin Jiang1, Qianqian Shen2, Ziyu Chen1
1Jiangsu Province Engineering Laboratory of High Efficient Energy Storage Technology and Equipments, School of Materials Science and Physics, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|September 28, 2023
概括
研究人员为先进的离子电容器 (LIC) 开发了以煤为基础的,为的多孔碳材料 (CNPC). 这些双碳LIC提供高能量密度和长周期寿命,展示煤炭.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 离子电容器 (LIC) 是先进的混合储能设备,具有高性能潜力.
- 在LIC发展中的一个关键挑战是阳极和阴极动态和容量之间的不平衡.
- 煤炭是一种丰富的资源,在储能材料中具有高价值应用的潜力.
研究的目的:
- 开发新的以煤为基础的碳材料,用于双碳LIC (DC-LIC) 中的阳极和阴极.
- 为了研究从炭酸盐中获得的酸多的多孔碳材料的结构和电化学特性.
- 通过采用对称的双碳配置来解决LIC中的电极不平衡问题.
主要方法:
- 炭石作为原材料用于制备以煤为基础的,添加的多孔碳材料 (CNPCs).
- 通过调整添加的g-C3N4的量来调节CNPC的孔隙结构.
- 准备好的CNPC被用作阴极和阳极材料来组装DC-LIC (CTK-1.0//CTK-1.0).
主要成果:
- 优化的CNPCs (CTK-1.0) 呈现出折叠的碳纳米板结构,高导电性,丰富的异原子,以及较大的特定表面积.
- CTK-1.0显示出高储存特异容量750mAh-1g,在800个循环后97%的容量保留.
- 对称的DC-LIC实现了137.6 Wh kg-1的最大能量密度和3000个周期的周期寿命.
结论:
- 基于煤炭的气合的多孔碳材料对高性能电化学能量存储充满希望.
- 对称的DC-LIC配置有效平衡电极动力学和容量,克服了以前的限制.
- 这项研究为在先进的储能设备中高附加值利用煤炭资源提供了可行的途径.
