Multi‐Channel Hollow Carbon Nanofibers with Graphene‐Like Shell‐Structure and Ultrahigh Surface Area for High‐Performance Zn‐Ion Hybrid Capacitors

材料科学 石墨烯 电容器 纳米技术 碳纳米纤维 纳米纤维 光电子学 碳纳米管 电气工程 电压 工程类
作者
Yafei Zhang,Chunliu Zhu,Yan Xiong,Zongying Gao,Wei Hu,Jing Shi,Jingwei Chen,Weiqian Tian,Jingyi Wu,Minghua Huang,Huanlei Wang
出处
期刊:Small methods [Wiley]
卷期号:7 (11) 被引量:50
标识
DOI:10.1002/smtd.202300714
摘要

Porous carbon is the most promising cathode material for Zn-ion hybrid capacitors (ZIHCs), but is limited by insufficient active adsorption sites and slow ion diffusion kinetics during charge storage. Herein, a pore construction-pore expansion strategy for synthesizing multi-channel hollow carbon nanofibers (MCHCNF) is proposed, in which the sacrificial template-induced multi-channel structure eliminates the diffusion barrier for enhancing ion diffusion kinetics, and the generated ultrahigh surface area and high-density defective structures effectively increase the quantity of active sites for charge storage. Additionally, a graphene-like shell structure formed on the carbon nanofiber surface facilitates fast electron transport, and the highly matchable pore size of MCHCNF with electrolyte-ions favors the accommodation of charge carriers. These advantages lead to the optimized ZIHCs exhibit high capacity (191.4 mAh g
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