从玉米衍生物中利用活性碳用于高能量密度的灵活超级电容器
Kiran Kumar Reddy Reddygunta1, Rachael Beresford1, Lidija Šiller2
1Smart Materials Research and Device Technology (SMaRDT) Group, Department of Pure and Applied Chemistry, University of Strathclyde, Thomas Graham Building, Glasgow G1 1XL, U.K.
Energy & fuels : an American Chemical Society journal
|December 14, 2023
概括
来自玉米粒的多孔活性炭由于其层次结构和高表面积,为灵活的超级电容器提供了卓越的性能. 这种来自玉米的材料表现出优异的能量储存和稳定性,突出了其用于先进能源设备的潜力.
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
- 可再生能源材料可再生能源材料
背景情况:
- 灵活的超级电容器需要先进的电极材料来进行高能量存储和功率密度.
- 从生物质中提取的活性碳为传统材料提供了可持续和成本有效的替代品.
- 玉米衍生品是高性能多孔碳材料的尚未探索的来源.
研究的目的:
- 为了比较各种玉米衍生物 (皮,纤维,谷物,) 的多孔活性炭,用于超级电容器应用.
- 研究这些材料的结构,形态和电化学特性.
- 为了评估在灵活的超级电容器装置中表现最好的玉米衍生活性炭的性能.
主要方法:
- 从四种玉米衍生物中合成多孔活性炭.
- 结构性,形态性和表面性质的表征 (BET,SEM,XRD等). ) 的情况.
- 在三电极组合和灵活的超级电容组合中进行电化学测试.
主要成果:
- 来自玉米粒的活性炭表现出层次性的多孔结构,高表面积 (1804 m2 g-1),以及显著的N/O功能组.
- 玉米谷物活性炭实现了高特异电容 (411 F g-1在1.0 A g-1上) 和优异的速率能力 (85.7%的保留在30 A g-1上).
- 灵活的超级电容器表现出高能量密度 (31.1Wh kg-1在215W kg-1上) 和特殊的周期稳定性 (91.3%的保留率在10,000个周期后).
结论:
- 来自玉米粒的多孔活性炭是灵活超级电容器的极具前景的电极材料.
- 该材料的层次性多孔结构和高石墨化程度是其优越电化学性能的关键.
- 玉米衍生品为开发先进的储能解决方案提供了一个可持续的途径.
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