从碳纳米点到无金属伪电容器的功能性多孔碳泡的简单途径
Chenxiang Wang1, Kimberly Sung2, Jason Zi Jie Zhu1
1Department of Chemistry and Biochemistry and California NanoSystems Institute, University of California, Los Angeles, California 90095, USA. kaner@chem.ucla.edu.
Materials horizons
|November 22, 2023
概括
研究人员为先进的超级电容器开发了具有硫基的新型多孔碳泡. 这些材料具有高容量,稳定性和能量密度,有望提供无金属的储能解决方案.
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:
- 伪容量材料弥合了电池和超级电容器之间的差距.
- 硫烯化合物提供快速的氧化还原反应,但遭受不稳定性和低导电性.
- 现有材料在高性能能量存储的实际应用中面临着挑战.
研究的目的:
- 为了克服超级电容电极材料中硫烯化合物的局限性.
- 开发一种稳定,导电,高性能的伪电容材料.
- 探索激光加工碳框架在储能方面的潜力.
主要方法:
- 一个激光工艺被用来从硫化碳纳米点创建3D的化碳泡.
- 功能化的多孔碳框架作为氧化还原活性硫基的支架.
- 进行了广泛的电化学表征,以分析电容过程和动力学.
主要成果:
- 由此产生的3D-tsSC300材料实现了高特异电容157.6 Fg-1.
- 证明了出色的电容保留 (78.4%在20 A g-1) 和循环稳定性 (>15,000 个周期).
- 灵活的固态超级电容器表现出高的特异电容 (17.4 mF cm-2) 和能量密度 (12.6 mW h cm-3).
结论:
- 激光转换的3D波碳泡与硫基组是有效的伪容量材料.
- 开发的材料显示出高性能,灵活和无金属的储能设备的前景.
- 该研究强调了一种创新的方法,用于为超级电容器制造先进的电极材料.
