作为超级电容器的无金属和无粘合剂电极材料的B/N编码的多孔碳
Manjula Pal1, Prashanta Pal1, Mahasweta Nandi1
1Integrated Science Education and Research Centre, Siksha Bhavana, Visva-Bharati University, Santiniketan, West Bengal, 731 235, India.
Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|May 12, 2025
概括
一种新的,环保的方法合成/编的多孔碳,用于高性能超级电容器. 优化的材料提供了优越的电容,稳定性和能量密度,弥合了超级电容和电池之间的差距.
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:
- 超级电容器需要先进的电极材料来提高性能.
- 无金属和无粘合剂的电极对于高效的储能设备是可取的.
- 在多孔碳结构中对异原子进行兴奋剂可以显著改善电化学性能.
研究的目的:
- 开发一种简单,经济高效,环保的和编的多孔碳材料的合成方法.
- 研究这些材料作为超级电容器的无粘合剂电极的电化学性能.
- 为了优化兴奋剂度和孔隙结构,以获得卓越的能量储存.
主要方法:
- 用四乙烯正酸盐 (TEOS) 合成的花甲-甲-多巴胺 (PFD) 聚合物.
- 聚合物的碳化,然后用酸进行化,以引入和异原子.
- 在H2SO4电解质中合成的碳材料 (CPFD-B/N) 的电化学表征.
主要成果:
- CPFD-B/N材料已成功合成为无粘合剂电极.
- CPFD-B/N-10在1A/g时表现出高特异电容为962F/g的高特异电容.
- 实现了异常的循环稳定性 (在5000次循环后保持了20%的电容) 和高能量/功率密度 (108.22Wh/kg,450.00W/kg).
- 一个固态对称超级电容器表现出622 F/g电容,并为LED供电.
结论:
- 开发的B/N编的多孔碳材料对高性能,无金属的超级电容器充满希望.
- 简单的合成路线为先进的能源存储提供了一种成本效益和可持续的方法.
- 这些材料有效地弥合了传统超级电容器和电池之间的性能差距.
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