Biomass-derived nitrogen-doped porous carbons with tailored hierarchical porosity and high specific surface area for high energy and power density supercapacitors

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作者
Junting Sun,Jin Niu,Mengyue Liu,Jing Ji,Meiling Dou,Feng Wang
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier BV]
卷期号:427: 807-813 被引量:182
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2017.07.220
摘要

Porous carbon materials with hierarchical structures attract intense interest for the development of high-performance supercapacitors. Herein, we demonstrate a facile and efficient strategy to synthesize nitrogen-doped hierarchically porous carbons with tailored porous structure combined with high specific surface area (SSA), which involves a pre-carbonization and a subsequent carbonization combined with KOH activation of silkworm cocoon precursors. Through adjusting the mass ratio of the activator (KOH) to pre-carbonized precursor in the activation process, the hierarchically porous carbon prepared at the mass ratio of 2 (referred to as NHPC-2) possesses a high defect density and a high SSA of 3386 m2 g−1 as well as the relatively high volumetric proportion of mesopores and macropores (45.5%). As a result, the energy density and power density of the symmetric supercapacitor based on NHPC-2 electrode are as high as 34.41 Wh kg−1 and 31.25 kW kg−1 in organic-solvent electrolyte, and are further improved to 112.1 Wh kg−1 and 23.91 kW kg−1 in ionic-liquid electrolyte.

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