使废弃的A4纸成为有前途的碳来源,用于构建部分图形层次的多孔碳,用于高性能水性离子存储
Shi Li1, Wei Chen2,3, Xiuli Huang1
1School of Chemical and Environmental Engineering, Anhui Laboratory of Clean Catalytic Engineering, Key Laboratory of Production and Conversion of Green Hydrogen, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, China.
ACS applied materials & interfaces
|February 13, 2024
概括
废弃的A4纸被转化为一个层次性的多孔碳材料,用于高性能离子混合超级电容器 (ZIHSC). 这种可持续的方法为先进的能源存储提供了出色的能量密度,功率输出和耐用性.
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
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 离子混合超级电容器 (ZIHSCs) 通过结合高功率和能量密度,提供了一个有前途的储能解决方案.
- 开发具有成本效益和可扩展的电极材料对于ZIHSCs的广泛采用至关重要.
- 废弃材料代表了一个未充分利用的资源,用于创建先进的功能性材料.
研究的目的:
- 将A4废纸转化为ZIHSCs的功能性碳材料.
- 在水性硬币型ZIHSC设备中研究衍生碳材料的电化学性能.
- 探索使用这种新型阴极材料的准固体ZIHSC设备的潜力.
主要方法:
- 废弃的A4纸被用作可扩展的碳源.
- 纸张被转换成一个有层次的多孔碳材料与N/O codoping.
- 该材料的性能在水性硬币型ZIHSC设备和准固体ZIHSC设备中进行了评估.
主要成果:
- 碳材料表现出高表面积,层次的多孔结构和石墨性质.
- 水性ZIHSC装置实现了高容量 (244 mAh g-1在0.1 A g-1),优异的速率能力,高能量密度 (190.4 Wh kg-1),高功率密度 (18 kW kg-1),以及耐用性 (93.8%超过10,000个周期).
- 准固体ZIHSC装置表现出良好的容量 (211.7 mAh g-1),高能量密度 (159.3 Wh kg-1),机械灵活性和低自放电.
结论:
- 废弃的A4纸可以有效地回收为ZIHSCs的竞争性阴极材料.
- 开发的碳材料为先进的储能解决方案提供了可持续和可扩展的途径.
- 这项工作突出了一个简单的策略,用于制造用于Zn2+储存应用的废物高性能碳材料.
