自催化 - 石墨化策略 向煤炭衍生的石墨层次性多孔碳,具有先进的离子存储能力和超稳定性
Huan Liu1, Lei Ding1, Xiuli Huang1
1School of Chemical and Environmental Engineering, Anhui Laboratory of Clean Catalytic Engineering, Hydrogen Energy Technology Research Center of Wuhu, Anhui Polytechnic Univerisy, Wuhu, 241000, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|July 22, 2025
概括
这项研究将煤炭转化为Zn离子混合超级电容器 (ZIHSC) 的先进碳材料. 这些材料提供高能量和功率,在实际储能应用中表现出卓越的性能和稳定性.
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:
- 煤炭利用对可持续能源提出了挑战. 开发高价值的碳材料对于先进的储能设备至关重要.
- 离子混合超级电容器 (ZIHSC) 提供了高能量密度和输出功率的有希望的组合,但需要高效的电极材料.
研究的目的:
- 开发一种清洁,高效的方法,将煤转化为N/O/S联合合的石墨层次性多孔碳.
- 制造高性能电极材料用于离子混合超级电容器 (ZIHSC) 从煤炭衍生的碳.
主要方法:
- 采用了一步自催化-图形化方法.
- 使用了煤,利用内在的异原子和矿物质进行兴奋剂和石墨化.
- 使用KOH激活来创建层次性的多孔性.
主要成果:
- 合成的碳材料对Zn2+捕获和有效的离子转移途径表现出丰富的陷.
- 硬币类型的ZIHSC设备在0.1 A g-1下实现了229.8 mAh的超高容量,具有显著的容量保留.
- 证明了特殊的稳定性 (99.3%超过10万个周期在50 A g-1) 和高能量密度 (183.2 Wh kg-1).
- 软包和准固体ZIHSC设备显示出实用的容量和能量密度,具有良好的机械灵活性.
结论:
- 开发的方法提供了一条可持续的煤炭价值化途径,使其成为先进的碳材料.
- N/O/S联合合的石墨层次性多孔碳是一种高效的电极材料,用于高性能ZIHSCs.
- 这项工作有助于开发高效和稳定的储能解决方案.
