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在木材管胞中构建多孔碳骨架以增强高性能超级电容器的电荷存储
Carbon ( IF 10.5 ) Pub Date : 2022-05-10 , DOI: 10.1016/j.carbon.2022.05.011 Jie Ouyang 1 , Xiaoman Wang 1 , Luchi Wang 1 , Wanning Xiong 1 , Mengyao Li 1 , Ziheng Hua 1 , Linlin Zhao 1 , Cui Zhou 1 , Xiubo Liu 1 , Hong Chen 1 , Yongfeng Luo 1
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更新日期:2022-05-10
Carbon ( IF 10.5 ) Pub Date : 2022-05-10 , DOI: 10.1016/j.carbon.2022.05.011 Jie Ouyang 1 , Xiaoman Wang 1 , Luchi Wang 1 , Wanning Xiong 1 , Mengyao Li 1 , Ziheng Hua 1 , Linlin Zhao 1 , Cui Zhou 1 , Xiubo Liu 1 , Hong Chen 1 , Yongfeng Luo 1
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具有垂直排列的管胞的木材在储能方面具有许多潜在应用。炭化木继承了以往的管胞结构,具有良好的导电性,为其在超级电容器自支撑电极中的应用提供了有利条件。然而,低比表面积、低空间利用率和疏水性等问题限制了木材衍生碳(WC)作为电极材料的发展。在此,为提高WC的比表面积和管胞空间利用率,利用葡萄糖和氯化钠模板在其内部简单高效地构建了多孔碳骨架(PCS),然后采用氢氧化钾蚀刻处理,进一步提高了WC的比表面积和管胞空间利用率。 PCS的比表面积和亲水性,导致蚀刻的多孔碳骨架(E-PCS)。制备的 E-PCS@WC 电极具有 7.29 F cm 的优异面积/体积比电容-2 /145.8 F cm -3,超级电容器在 2.5 mW cm -2的功率密度下表现出34.99 F cm -3和4.86 mWh cm -3的高体积电容和体积能量密度。由该电极构成的超级电容器表现出良好的循环稳定性,在 50 mA cm -3的电流密度下,在 20,000 次循环中保持率为 98.5% 。该研究将为新型绿色储能装置的设计、构建和应用提供新思路和科学依据。
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