推进超级电容器的中孔碳合成:对穿剂对孔隙结构和功能影响的系统研究
Yaoguang Song1, Xiaolei Zhang2, Peter A A Klusener3
1The QUILL Research Centre, School of Chemistry and Chemical Engineering, Queen's University Belfast, BT9 5AG, Belfast, UK. p.nockemann@qub.ac.uk.
Nanoscale
|November 30, 2023
概括
格里奥克萨尔是一种优质的交叉链接剂,用于创建超级电容器的有序中等孔碳 (MC). 与甲或氧酸相比,其使用导致孔隙结构增强和电容更高.
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:
- 软模板合成是超级电容器中使用的有序半孔碳 (MC) 的关键.
- 交叉连接剂对于调整MC孔隙结构至关重要,但对其影响的理解是有限的.
- 甲,一个常见的交叉连接器,正在被更环保的替代品所取代,需要新的研究.
研究的目的:
- 系统地比较甲,甘氨酸和甘氨酸作为MC合成中的交联剂的作用.
- 调查交叉连接器类型和比率如何影响MC的孔隙结构,表面功能和电化学性能.
- 为超级电容应用开发高性能MC确定最佳交叉连接策略.
主要方法:
- 通过软模拟与三种不同的交叉链接剂合成有序的半孔碳 (MCs):甲,甘和甘酸.
- 变化了交叉链接剂与碳前体的摩尔比率.
- 描述了由此产生的MCs的孔隙结构和表面功能.
- 评估了MCs作为水性和离子液体电解质中的超级电容电极的电化学性能.
主要成果:
- 格里奥克萨尔有效地产生了有序的美索波 (3.3-6.1 nm) 在交叉链接剂/前体比为1-2,与甲和格里奥克萨尔酸不同,它们产生了无序的毛孔.
- 与glioxal合成的MCs表现出优越的电化学性能,特别是在1.5比率下,在KOH和离子液体电解质中显示出更高的电容.
- 交叉连接器类型及其比例都对MC孔隙结构和超级电容器性能产生重大影响.
结论:
- 格里奥克萨尔是一种高效的交叉链接剂,用于生产有序的中孔碳,具有超级电容器所需的孔隙结构.
- 选择交叉连接器及其与碳前体的精确比例对于优化MC属性至关重要.
- 这些发现为设计超级电容器和其他先进材料应用的定制MC提供了指导.
