有效的方法,以协同dope的形碳纳米纤维基于质,具有多个元素的超级电容器

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:

• 对于可持续材料而言,的价值化是至关重要的.
• 基于素的碳纳米纤维 (LCNF) 显示出超级电容器的前景,但由于结构异质性而受到性能限制.
• 开发高性能LCNF需要先进的制造和兴奋剂策略.

研究的目的:

• 为了合成柔性且多孔的LCNF,同时添加 (N),硫 (S) 和 (Zn).
• 为了评估这些协同合的LCNF作为超级电容器的电极材料的电化学性能.
• 为了证明长质素的可持续和高价值利用,用于先进的能量存储.

主要方法:

• 电静电旋转的素前体溶液.
• 电纤维的受控碳化.
• 同时使用N,S和Zn元素进行兴奋剂.
• 使用三电极和两电极系统进行电化学表征.

主要成果:

• 成功合成了与N,S和Zn联合合的柔性,多孔的LCNF.
• 优化的L-NS20-Zn15纤维实现了328.6 Fg-1 (三电极) 和46.8 Fg-1 (超级电容) 的特定电容.
• 超级电容器在200Wkg-1下显示了25.8Whkg-1的能量密度,并在3000个循环后保持了86%的电容.

结论:

• 与无兴奋剂对应物相比,联合兴奋剂的LCNF显著提高了电化学性能.
• 开发的材料为高性能超级电容器提供了可持续和高效的解决方案.
• 这项工作突出了素衍生材料在下一代储能设备中的潜力.