Pyrolysis of Enzymolysis‐Treated Wood: Hierarchically Assembled Porous Carbon Electrode for Advanced Energy Storage Devices

材料科学 热解 储能 纤维素 比表面积 电极 超级电容器 介孔材料 化学工程 电化学 碳纤维 纳米技术 多孔性 复合材料 有机化学 催化作用 复合数 化学 功率(物理) 物理 物理化学 量子力学 工程类
作者
Feng Wang,Jun Young Cheong,Jiyoung Lee,Jaewan Ahn,Gaigai Duan,Huiling Chen,Qian Zhang,Il‐Doo Kim,Shaohua Jiang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (31) 被引量:168
标识
DOI:10.1002/adfm.202101077
摘要

Abstract Designing energy storage devices from thick carbon electrodes with high areal/volumetric energy density via a simple and green way is very attractive but still challenging. Cellulose, as an excellent precursor for thick carbon electrodes with abundant sources and low cost, is usually activated by a chemical activator and pyrolysis route to achieve high electrochemical performance. However, there are still some problems to be addressed, such as the harsh activation conditions, easy collapse of porous structures, and the high cost. Herein, a 3D self‐supporting thick carbon electrode derived from wood‐based cellulose is proposed for high areal and volumetric energy density of supercapacitor from a mild, simple, and green enzymolysis treatment. Benefiting from the high specific surface area (1418 m 2 g −1 ) and abundant active sites on the surface of wood‐derived hierarchically porous structures and enzymolysis‐induced micropores and mesopores, the assembled symmetry supercapacitor from the thick carbon electrode can realize the high areal/volumetric energy density of 0.21 mWh cm −2 /0.99 mWh cm −3 with excellent stability of 86.58% after 15 000 long‐term cycles at 20 mA cm −2 . Significantly, the simple and universal strategy to design material with high specific surface area, provides a new research idea for realizing multi‐functional application.
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