Synergistic effect of nitrogen and oxygen dopants in 3D hierarchical porous carbon cathodes for ultra-fast zinc ion hybrid supercapacitors

假电容 超级电容器 掺杂剂 材料科学 碳纤维 电化学 化学工程 电容 无机化学 重量分析 阴极 兴奋剂 化学 电极 复合材料 有机化学 复合数 物理化学 光电子学 工程类
作者
Fuwang Wen,Yan Yuan,Shirong Sun,Xu Li,Xing He,Qingwei Meng,Jefferson Zhe Liu,Xueqing Qiu,Wenli Zhang
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:640: 1029-1039 被引量:39
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.03.024
摘要

Zinc-ion hybrid supercapacitor is one of the most promising electrochemical energy storage devices for the applications needing both high energy densities and power densities. Nitrogen doping is an effective way to enhance the capacitive performance of porous carbon cathodes in zinc-ion hybrid supercapacitor. However, accurate evidence is yet needed to demonstrate how nitrogen dopants influence the charge storage of Zn2+ and H+ cations. Herein, we prepared 3D interconnected hierarchical porous carbon nanosheets by a one-step explosion method. The effect of nitrogen dopants on pseudocapacitance was analyzed by the electrochemical behaviors of as-prepared porous carbon samples with similar morphology and pore structure but different nitrogen and oxygen doping levels. Ex-situ XPS and DFT calculation demonstrate that nitrogen dopants promote the pseudocapacitive reactions by lowering the energy barrier for the change of oxidation states of carbonyl moieties. Owing to the improved pseudocapacitance by nitrogen/oxygen dopants and fast diffusion of Zn2+ ions in 3D interconnected hierarchical porous carbon matrix, the as-constructed ZIHCs show both high gravimetric capacitance (301 F g-1 at 0.1 A g-1) and excellent rate capability (a capacitance retention of 30% at 200 A g-1).
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
刚刚
zlf完成签到,获得积分10
刚刚
Rando完成签到,获得积分10
刚刚
鑫鑫发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
可爱的函函应助成就觅翠采纳,获得10
1秒前
WYQ发布了新的文献求助10
2秒前
轨迹发布了新的文献求助10
3秒前
邬不污完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
kings完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
慧灰huihui完成签到,获得积分10
4秒前
summer 3575发布了新的文献求助10
4秒前
小先完成签到,获得积分10
5秒前
happyAlice应助晓湫采纳,获得20
5秒前
5秒前
包凡之完成签到,获得积分10
5秒前
浅色墨水发布了新的文献求助10
5秒前
爆米花应助hu采纳,获得10
6秒前
布丁发布了新的文献求助10
6秒前
淡定嘉懿发布了新的文献求助10
6秒前
lisier发布了新的文献求助10
7秒前
涵泽发布了新的文献求助10
7秒前
kunkun小王发布了新的文献求助10
8秒前
小二郎应助wenbin采纳,获得10
8秒前
研友_LMg7PZ发布了新的文献求助10
8秒前
小先发布了新的文献求助10
8秒前
汪汪队完成签到 ,获得积分10
8秒前
光影相生应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
9秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
高分求助中
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind (Sixth Edition) 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
Christian Women in Chinese Society: The Anglican Story 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3961392
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3507731
关于积分的说明 11137649
捐赠科研通 3240136
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1790806
邀请新用户注册赠送积分活动 872520
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 803271