对生物质碳的除策略,以实现高性能全超级电容电极

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:

• 来自生物质的多孔碳是储能装置的有希望的电极材料.
• 开发高性能和具有成本效益的超级电容器对于可再生能源的整合至关重要.

研究的目的:

• 来自各种生物质前体的新型多孔碳材料的合成和特征.
• 研究这些碳的电化学性能,作为不对称超级电容器中的负电极.
• 通过消毒和兴奋剂策略来优化碳电极性能.

主要方法:

• 在700-800°C的温度下,从渣,中国日叶和Siraitia grosvenorii叶中合成多孔碳 (MC,PC,SC).
• 使用生物质衍生碳和Ni(OH) 2或MnO2改性电极制造不对称的超级电容器.
• 电化学表征包括特定电容,能量密度和功率密度测量.
• 清除处理 (H2O,HF,混合酸) 和MnO2兴奋剂以提高性能.

主要成果:

• SC700碳电极达到169.5Fg-1的特定电容,几乎是商业活性炭的两倍.
• SC700//Ni(OH) 2不对称超级电容器显示了80 F g-1电容和32.16 Wh kg-1能量密度.
• 消毒和MnO2合MC700电极显著提高了电容和循环稳定性.
• 优化的非对称超级电容器实现了21.08Wh kg-1的能量密度和1150W kg-1的功率密度,为28个LED供电5分钟.

结论:

• 来自生物质的多孔碳,特别是SC700,为超级电容器应用提供了很好的潜力.
• 消毒和兴奋剂是改善生物质衍生碳电极电化学性能的有效策略.
• 这些增强材料为高性能,可持续的储能解决方案铺平了道路.