在煤炭衍生碳中构建相互连接和分层的纳米架构,用于高性能超级电容器
Binyuan Zhang1, Xia Feng1, Rui Ma1
1State Key Laboratory of Chemistry and Utilization of Carbon-Based Energy Resources, School of Chemistry, Xinjiang University, Urumqi, Xinjiang 830017, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|June 18, 2024
概括
研究人员开发了一种新的方法,用于为超级电容器制造基于煤炭的多孔碳. 这种材料显示出出色的储能性能和稳定性,为先进的能源设备铺平了道路.
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:
- 多孔碳材料由于其微孔结构,通常在超级电容器性能上有局限性.
- 深度和齐克扎克的微孔可以导致容量性能差,电化学动力学缓慢.
研究的目的:
- 为超级电容应用合成具有可调节和等级孔结构的基于煤炭的多孔碳.
- 为了克服传统的多孔碳在电化学储能中的局限性.
主要方法:
- 采用了一步碳化和激活过程.
- 氧化 (CaO) 用作硬模板,氧化 (KOH) 用作激活剂,氧化煤用作前体.
- 合成的材料以其多孔结构,表面积和功能组为特征.
主要成果:
- 合成的以煤为基础的多孔碳表现出高特异面积 (1060 m2 g-1) 和层次性的多孔结构.
- 它在1Ag-1时达到323Fg-1的高特异电容,并保持出色的电容保持率 (80.3%在50Ag-1时).
- 超级电容器在10,000个循环中表现出了显著的稳定性,而Zn离子混合电容器的特定容量为139.1 mA hg-1.1.
结论:
- 开发的单步方法有效地产生具有可控制毛孔结构的基于煤炭的多孔碳.
- 合成的材料显示出优越的电化学性能,使其成为高性能超级电容器的有希望的候选者.
- 这种方法为准备用于储能的先进碳电极材料提供了一个简单而有效的途径.
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