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:63
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
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
天明完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
悦耳含灵完成签到,获得积分10
4秒前
Maud完成签到 ,获得积分10
5秒前
Jam完成签到,获得积分10
6秒前
玥月完成签到 ,获得积分10
7秒前
康家旗完成签到,获得积分10
9秒前
清秀的仙人掌完成签到,获得积分10
10秒前
正直的风华完成签到,获得积分10
11秒前
不要温水煮青蛙完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
枫糖叶落完成签到,获得积分10
14秒前
冬冬完成签到,获得积分10
15秒前
boge5633完成签到,获得积分10
15秒前
大鹅莓烦恼完成签到,获得积分10
16秒前
王一鸣完成签到 ,获得积分10
16秒前
zcm1999完成签到 ,获得积分10
17秒前
霄上完成签到,获得积分10
17秒前
Yy完成签到,获得积分10
17秒前
大角牛完成签到,获得积分10
19秒前
21秒前
小丽完成签到,获得积分10
21秒前
大师完成签到,获得积分10
22秒前
闫栋完成签到 ,获得积分10
22秒前
Brian完成签到,获得积分10
23秒前
鳗鱼傲柏完成签到,获得积分10
24秒前
蕉鲁诺蕉巴纳完成签到,获得积分0
24秒前
dde应助MrL采纳,获得20
25秒前
悦耳寒松完成签到,获得积分10
25秒前
YangSY发布了新的文献求助10
27秒前
wang完成签到,获得积分20
27秒前
梅特卡夫完成签到,获得积分10
29秒前
刘一安完成签到 ,获得积分10
29秒前
zero完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
Murphy~完成签到,获得积分10
34秒前
WZH123456完成签到,获得积分10
35秒前
,,完成签到,获得积分10
36秒前
科研通AI6.1应助wang采纳,获得10
36秒前
dde应助科研通管家采纳,获得10
37秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 998
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Testimonial Injustice and Trust 510
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Fundamentals of Body MRI 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6638921
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8396800
关于积分的说明 17953954
捐赠科研通 5825631
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2967460
邀请新用户注册赠送积分活动 1942322
关于科研通互助平台的介绍 1857819