亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Solvent-guided nanoarchitecturing of heterodiatomic carbon superstructures for high-performance zinc-ion hybrid capacitors

溶剂 电化学 动力学 化学工程 材料科学 碳纤维 离子 溶解度 分子动力学 扩散 化学 纳米技术 有机化学 物理化学 电极 计算化学 复合数 热力学 量子力学 复合材料 工程类 物理
作者
Qi Huang,Lu Huang,Yaowei Jin,Yaojie Sun,Ziyang Song,Fengxian Xie
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:482: 148912-148912 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.148912
摘要

Designing well-structured carbon nanomaterials is crucial for promoting zinc-ion hybrid capacitors with high-kinetics and large-current Zn2+-storage viability. Herein we report the solvent-guided nanoarchitecturing of polyimide precursor to customize versatile heterodiatomic carbon superstructures (CS). Modulating the solvent-precursor interaction through a solubility parameter model and molecular dynamic simulation optimizes the thermodynamic solubilization (–2.14 eV) and growth kinetics (–9.22 eV) of polymeric intermediates with a minimum energy obstruction. The solvent-optimized CS exhibit well-defined spherical topology, ion-compatible pore channels and favorable dual-function motifs, affording more ample-exposed zincophilic platforms and high-speed ion transport routes. As a consequence, the assembled Zn||CS hybrid capacitor activates superior electrochemical activity and durability, including superior rate capacities (240 mAh g−1 at 0.5 A g−1, 108 mAh g−1 at 100 A g−1), high energy density (145 Wh kg−1) and ultralong lifespan (300,000 cycles at 50 A g−1). Marriage of experimental studies and theoretical calculations unravel the alternate storage of opposite charges in CS cathode, which involves high-kinetics physical Zn2+/CF3SO3− uptake at zincophilic sites and chemical redox of Zn2+ ions with carbonyl/pyridine motifs to initiate O−Zn−N bonds. Molecular dynamics simulations demonstrate that diffusion kinetics of Zn2+ ions is greatly facilitated by > 10 Å micropores with low energy barriers, but is blocked by < 7 Å micropores. This work provides new insights into the structural engineering of carbon superstructures for advanced energy storage.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
自然怀蕾完成签到,获得积分10
刚刚
jueshadi发布了新的文献求助10
8秒前
13秒前
13秒前
15秒前
科研通AI2S应助juphen2采纳,获得10
24秒前
jueshadi完成签到 ,获得积分10
25秒前
小闫同学完成签到 ,获得积分10
27秒前
嘿嘿应助坚守初心采纳,获得10
31秒前
36秒前
安雯完成签到 ,获得积分10
41秒前
41秒前
骆其为清完成签到,获得积分10
43秒前
LEMON发布了新的文献求助10
45秒前
46秒前
hoy完成签到 ,获得积分10
47秒前
自然怀蕾发布了新的文献求助10
49秒前
阿幽发布了新的文献求助10
52秒前
伟大的鲁路皇完成签到,获得积分10
54秒前
梨炒栗子完成签到,获得积分10
58秒前
痞老板死磕蟹黄堡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
牧羊人发布了新的文献求助10
1分钟前
null应助Pendulium采纳,获得10
1分钟前
CNY完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
安静的从梦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
陈杰完成签到,获得积分10
1分钟前
阿幽完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
zachary009完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研通AI6应助字母采纳,获得10
1分钟前
CapQing应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
旺仔先生完成签到,获得积分0
1分钟前
聪明勇敢有力气完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1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
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
King Tyrant 720
T/CIET 1631—2025《构网型柔性直流输电技术应用指南》 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5595648
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4680904
关于积分的说明 14817947
捐赠科研通 4651117
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2535539
邀请新用户注册赠送积分活动 1503494
关于科研通互助平台的介绍 1469743