通过调整煤炭的状成分比例来提高多孔碳的超级电容性能
Ruirui Zhao1, Jian Hao1, Xiao Yang1
1State Key Laboratory of High-efficiency Utilization of Coal and Green Chemical Engineering, College of Chemistry & Chemical Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750021, China. haojian2017@126.com.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|January 31, 2024
概括
这项研究从煤炭中开发了用于超级电容器的多孔碳,实现了高容量和稳定性. 优化的材料提供了卓越的性能,使其成为一个有前途的电极材料.
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:
- 多孔碳 (PCs) 对超级电容器至关重要,但无形结构限制了性能.
- 煤炭衍生PC提供了一个可持续的替代品,但需要结构优化.
研究的目的:
- 从煤炭中合成相互连接的多孔碳材料,具有丰富的石墨微晶结构.
- 研究煤炭成分,碳化,材料结构和超级电容器性能之间的关系.
主要方法:
- 利用煤炭中维特里尼特和内里尼特的不同反应性,使用KOH激活剂.
- 优化玻璃矿石与惰性矿石的比率以及碳化条件 (PC-900-40).
- 描述多孔结构,石墨含量和电化学性能.
主要成果:
- 一种有孔的碳材料 (PC-900-40) 的特定表面积为2507 m2/g,在vitrinite:inertinite比率为1:2时得到.
- PC-900-40的特定电容在1.0 A/g时为229.40 F/g,在10.0 A/g时为170.04 F/g.
- 对称的超级电容器在20,000个循环后保持了96%的电容.
结论:
- 煤炭衍生的多孔碳中孔隙结构和石墨微晶的协同效应提高了超级电容器的性能.
- 来自煤炭的优化多孔碳是超级电容器的可行,高性能电极材料.
- 这种方法为先进的储能材料提供了一条可持续的途径.
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