超级电容器的碳材料的功能化:与纳米结构直接结合优于对无形元素进行兴奋剂
Guoli Zhang1, Yi Zhang1, Jianlong Wang2
1Institute Energy Innovation, College of Materials Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, 79 West Yingze Street, Taiyuan 030024, PR China; CAS Key Laboratory of Carbon Materials, Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Taiyuan 030001, PR China; Department of Microsystems, University of South-Eastern Norway, Horten 3184, Norway.
Journal of colloid and interface science
|January 21, 2024
概括
将石墨化碳化物固定在多孔碳纳米板上 (PCNs/GCNs-5) 提供了比无形兴奋剂 (PCNs/N) 更优越的电化学容量. 这种纳米结构方法提高了超级电容器的性能和稳定性.
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:
- 异原子功能化是提高碳材料电化学容量的关键.
- 关于直接的异质原子纳米结构集成或无形兴奋剂是否更有效,存在争论.
研究的目的:
- 为了比较通过石墨碳化物 anchoring 功能化的多孔碳纳米板的电化学性能与无形兴奋剂.
- 阐明不同异构原子结合策略对碳材料结构和稳定性的影响.
主要方法:
- 制备两种多孔的碳纳米板类型:PCNs/GCNs-5 (定石墨碳化物) 和PCNs/N (无形兴奋剂).
- 结构性质和电化学性能 (特定容量,电容保持) 的表征.
主要成果:
- 无形兴奋剂 (PCN/N) 对碳骨架产生负面影响,降低了充/放电稳定性.
- PCNs/GCNs-5避免了由于纳米结构形式的异原子而导致的结构崩,表现出高的特异性容量 (388 F g−1 在 1 A g−1).
- PCNs/GCNs-5表现出极好的电容保留 (98%在10,000个循环后),表现优于PCNs/N和其他无形化碳.
结论:
- 与无形兴奋剂相比,定带有异原子的纳米结构 (如石墨碳化物) 是提高碳材料电化学容量的优越策略.
- 这种纳米结构集成方法为设计高性能超级电容材料提供了一条途径.
