Void Space Control in Porous Carbon for High-Density Supercapacitive Charge Storage

超级电容器 材料科学 电容 电解质 储能 电极 多孔性 碳纤维 空隙(复合材料) 电化学 化学工程 纳米技术 空间电荷 复合材料 复合数 化学 物理 工程类 量子力学 电子 物理化学 功率(物理)
作者
Bincy Lathakumary Vijayan,Nurul Khairiyyah Mohd Zain,Izan Izwan Misnon,M. V. Reddy,Stefan Adams,Chun‐Chen Yang,Gopinathan M. Anilkumar,Rajan Jose
出处
期刊:Energy & Fuels [American Chemical Society]
卷期号:34 (4): 5072-5083 被引量:57
标识
DOI:10.1021/acs.energyfuels.0c00737
摘要

High-density charge (energy) storage under supercapacitive mode requires an electrode that would deliver larger space for charge accumulation and offer a larger electrochemical potential difference at an electrode–electrolyte interface. Porous carbon has been a preferred electrode for commercial supercapacitors; however, its charge storability is much lower than that of state-of-the-art charge-storage devices such as lithium-ion batteries. We show that one of the primary limiting factors is the voids in porous carbon, which do not contribute to the capacitance because their sizes are much larger than the size of the solvated/unsolvated ions in the electrolyte. We partially activate these voids by filling them with a flower-shaped 3D hierarchical pseudocapacitive material (MnCo2O4) by assuming that flower-shaped fillers would provide an additional easily accessible surface for charge adsorption. Less than 10 wt % MnCo2O4 in the porous carbon from palm kernel shells through simple wet impregnation results in a five-fold increase in the charge storability. Laboratory prototypes of symmetric supercapacitors are fabricated using the MnCo2O4-filled carbon electrodes, which show five times higher specific energy than pure carbon and are cycled over 5000 times with >95% capacitance retention. The present strategy of activating the voids by hierarchical 3D nanostructures could be applied to build high-performance energy-storage devices.

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
圈地自萌X完成签到 ,获得积分10
2秒前
shan发布了新的文献求助10
4秒前
语恒发布了新的文献求助10
9秒前
年轻千愁完成签到 ,获得积分0
10秒前
zhuosht完成签到 ,获得积分10
25秒前
CHEN完成签到 ,获得积分10
31秒前
shan发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
傅姐完成签到 ,获得积分10
35秒前
研究生完成签到 ,获得积分10
40秒前
呆橘完成签到 ,获得积分10
46秒前
热情蜗牛完成签到 ,获得积分10
57秒前
myq完成签到 ,获得积分10
59秒前
1分钟前
说如果完成签到 ,获得积分10
1分钟前
春春完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.1应助fantasy采纳,获得10
1分钟前
黄梓同完成签到 ,获得积分10
1分钟前
SCI的芷蝶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
中恐完成签到,获得积分10
1分钟前
汉堡包应助shan采纳,获得10
1分钟前
简单的冬瓜完成签到,获得积分10
1分钟前
pengpengpeng完成签到,获得积分10
1分钟前
zhangxiaoqing完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
zm完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
张wx_100完成签到,获得积分10
1分钟前
shan发布了新的文献求助10
1分钟前
Wz完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
彭于晏应助wodel采纳,获得10
2分钟前
青水完成签到 ,获得积分10
2分钟前
白华苍松发布了新的文献求助10
2分钟前
雨过天晴完成签到,获得积分10
2分钟前
Jasper应助雨过天晴采纳,获得10
2分钟前
yuntong完成签到 ,获得积分0
2分钟前
HMYX完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6028370
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7689444
关于积分的说明 16186425
捐赠科研通 5175560
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2769548
邀请新用户注册赠送积分活动 1753018
关于科研通互助平台的介绍 1638808