以酸改性生物质为基础的N-doped O丰富的等级多孔碳作为超级电容器的高性能电极

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
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 废弃物生物质的转化对可持续能源解决方案具有重要意义.
• 碳化木材 (CW) 是一种低成本的资源,但作为电极材料具有局限性 (表面积低,导电性,活性点).
• 通过激活,兴奋剂和修饰来增强生物质衍生材料对于提高性能至关重要.

研究的目的:

• 为超级电容应用开发一种改进的碳化木制材料.
• 为了增强碳化木材的特定表面积,导电性和活性点.
• 评估超级电容器中新材料的电化学性能.

主要方法:

• 碳化木材 (CW) 的酸修饰和尿素合.
• 结果材料的结构,表面积和组成的表征.
• 材料作为电极在1M KOH电解质中的电化学测试.

主要成果:

• 开发了酸改性尿素合活性炭化木材 (AUACW),具有3D多孔结构和高表面积 (1321.3 m2 g-1).
• 由于N和O兴奋剂,获得了良好的导电性 (ID/IG = 1.0),增强了可湿性和伪电容性.
• AUACW电极表现出高特异电容 (435.84 F g−1 在0.8 A g−1) 具有出色的循环稳定性 (93.6%的保留超过10,000个循环).
• 使用AUACW的对称超级电容器 (SSC) 在功率密度为533.26 W kg-1.1时实现了22.61 W h kg-1的能量密度.

结论:

• 酸修饰和尿素剂有效地增强了超级电容器的碳化木材特性.
• 作为一种高性能,可持续的电极材料,来自废物生物质,AUACW显示出有前途的潜力.
• 这项研究强调了利用废物生物质开发先进的储能解决方案的可行性.