Highly Ordered Micropores Activated Carbon from Long Fiber Biomass for High Energy Density Supercapacitors

超级电容器 电容 材料科学 电解质 比表面积 微型多孔材料 电流密度 电极 化学工程 电化学 碳纤维 活性炭 功率密度 纳米技术 复合材料 化学 吸附 有机化学 复合数 物理 物理化学 工程类 功率(物理) 量子力学 催化作用
作者
Xiao Zhang,Zhe Li,Xun Tian,Yan-Qing Ma,Lei Ma
出处
期刊:ChemistrySelect [Wiley]
卷期号:6 (45): 13015-13023 被引量:4
标识
DOI:10.1002/slct.202103712
摘要

The electrochemical performance of carbon based supercapacitors not only depends on the specific surface area and conductivity, but also the structure of materials. In order to construct the carbon materials with effective structure, the long fibrous plant-saussurea involucrata stalk was chosen as the new style carbon source. Highly ordered micropores activated carbon (HOMAC) materials have been successfully obtained via KOH chemical activation method. The synthesized HOMAC exhibits high specific surface area of 2692 m2 g−1 and pore volume of 1.14 cm3 g−1. The assembled HOMAC-based electrode can deliver a high specific capacitance of 379 F g−1 at 2 mV s−1 in 1 M H2SO4 aqueous electrolyte, and show excellent cyclic stability (the capacitance retention ∼95 %) over 10000 cycles at a current density of 1 A g−1, which authenticates excellent charge storage capacity of electrode material. Moreover, the operation voltage window can be expanded to 0–1.8 V in 1 M Na2SO4 electrolyte for the 2-electrode system. The symmetric supercapacitor can deliver a high energy density of 33.91 Wh kg−1 at power density of 180.03 W kg−1. These high performances can be ascribed to the high surface area and ordered microporous structures obtained using KOH as activator. We further discussed the relationship between fibrous plants and electrochemical performances of the final activated carbon materials. This present work can provide beneficial guidance for the preparation of high performance activated carbon electrodes from a biomass-based carbon source. Comparing with two different biomass materials, it can be found that the ionic diffusion coefficient of saussurea involucrata is 5.074×10−13 m2 s−1, which is 2.5 times of cotton stalk (1.547×10−13 m2 s−1). This phenomenon indicates the different ion transmission rate in different pore structures.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI6.2应助HCT采纳,获得10
1秒前
jojoba关注了科研通微信公众号
1秒前
3秒前
852应助王帅崽采纳,获得10
5秒前
小蘑菇应助Cici采纳,获得10
6秒前
6秒前
科研通AI2S应助孔令宇采纳,获得10
6秒前
大个应助luckyhan采纳,获得10
6秒前
7秒前
Owen应助ZZZ采纳,获得10
8秒前
华仔应助liangmh采纳,获得10
8秒前
会思考的狐狸完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
金成龙完成签到,获得积分10
9秒前
缥缈峻熙发布了新的文献求助10
9秒前
张晓倩发布了新的文献求助10
10秒前
May发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
shizaibide1314完成签到,获得积分10
12秒前
金成龙发布了新的文献求助10
13秒前
polywave完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
聪明的傲白完成签到,获得积分10
14秒前
烟花应助lucky采纳,获得10
15秒前
Hello应助guopc采纳,获得10
17秒前
万能的蜡笔小新完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
jojoba发布了新的文献求助10
18秒前
乐乐应助lingzhi采纳,获得10
19秒前
20秒前
Kao应助cxzb采纳,获得10
20秒前
luckyu333完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
顺心的小恐龙完成签到,获得积分10
23秒前
安琮完成签到,获得积分10
23秒前
yao发布了新的文献求助10
23秒前
liangmh发布了新的文献求助10
26秒前
R_joy发布了新的文献求助10
26秒前
Ysj发布了新的文献求助10
26秒前
阿哈完成签到,获得积分20
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introducing the Learning Sciences 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 800
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7325876
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8941067
关于积分的说明 18960345
捐赠科研通 6982268
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3215711
关于科研通互助平台的介绍 2382867
邀请新用户注册赠送积分活动 2195052