Hierarchical nanoarchitectonics of ordered mesoporous carbon from lignin for high-performance supercapacitors

介孔材料 超级电容器 材料科学 化学工程 比表面积 微型多孔材料 碳纤维 电化学 水溶液 电容 电极 纳米技术 有机化学 化学 催化作用 复合材料 复合数 工程类 物理化学
作者
Yining Liang,Xiaoning Liu,Xinhua Qi
出处
期刊:International Journal of Biological Macromolecules [Elsevier BV]
卷期号:213: 610-620 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2022.06.005
摘要

The synthesis of ordered mesoporous carbons (OMCs) with hierarchical pore structure is significant for supercapacitor applications as electrode material. In this study, the ordered mesoporous carbons with hierarchical pore structure (HOMC) are synthesized via solvent evaporation induced self-assembly (EISA) method using lignin from walnut shell as carbon precursor and Co2+ ion as crosslinking agent, followed by removal of metal by diluted acid and chemical activation with KHCO3. The prepared HOMC material has a large specific surface area of 2033 m2 g-1 and high pore volume of 1.59 cm3 g-1, and it shows good electrochemical performance as the electrode of supercapacitor with high specific supercapacitances of 286 and 206 F g-1 in 6 M KOH aqueous solutions at 0.2 and 20 A g-1, respectively. The assembled HOMC-based symmetric supercapacitors provides a specific energy density of 13.5 Wh kg-1 at a high power density of 44.3 kW kg-1 and keep good cycling stability after 5000 cycle tests. The superior electrochemical performance is ascribed to the long range ordered parallel mesoporous channels, hierarchical porous structure, high specific surface area and appropriate microporous/mesoporous ratio. The materials prepared in this study have the potential to be used in the fields of adsorption, energy storage and capacitance deionization.

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