在不同碳化温度下对可再生碳及其复合材料进行结构和电化学评估,用于超级电容器应用

科学领域:

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背景情况:

• 超级电容器对于储能至关重要.
• 活性炭 (AC) 是一个有前途的电极材料.
• 碳化温度显著影响交流电的性能.

研究的目的:

• 研究碳化温度对H3PO4活性炭 (AC) 的影响.
• 为了评估AC和AC-MnO2复合材料的电化学性能,用于超级电容器.
• 为了确定基于AC的超级电容器的最佳碳化温度.

主要方法:

• 在400-700°C的温度范围内,ACs的碳化.
• 先进的表征:XRD,拉曼,SEM,TEM,FTIR,BET. 这是一个很好的方法.
• 电化学测试:循环电压测量 (CV),静电电荷放电 (GCD),电化学阻抗光谱 (EIS).

主要成果:

• 在400°C (AC-400°C) 碳化AC显示表面积为1432.4 m2/g,特定电容为183.4 F/g.
• 在循环运行后,AC-400°C电极表现出94.3%的电容保持率,能量密度为4.2Wh/kg.
• AC:MnO2-400°C复合电极实现了491.3 F/g电容,99.6%的保留率和25.3 Wh/kg的能量密度.

结论:

• 400°C是超级电容应用中的交流电源的最佳碳化温度.
• 与AC单独相比,AC-MnO2复合材料显著提高了超级电容器的性能.
• AC:MnO2-400°C复合材料显示出高性能超级电容器的巨大潜力.