Cellulose nanofiber enabled high-mass loading N-doped porous carbon electrode for zinc-ion supercapacitors

超级电容器 材料科学 纤维素 多孔性 兴奋剂 电极 纳米纤维 碳纳米纤维 复合材料 碳纤维 化学工程 化学 碳纳米管 冶金 复合数 电容 光电子学 工程类 物理化学
作者
Zhen Zhao,Yong-Peng Hu,Kaiyang Liu,Wei Yu,Guoxian Li,Chuizhou Meng,Shijie Guo
出处
期刊:Sustainable Materials and Technologies [Elsevier]
卷期号:41: e00982-e00982
标识
DOI:10.1016/j.susmat.2024.e00982
摘要

Zinc-ion hybrid supercapacitors (ZHSCs) are among the most promising electrochemical energy storage technologies because of their high energy density, environmental sustainability, low price, and inherent security. High-load, high-capacity cathodes are critical for the practical application of ZHSCs. However, it is challenging to achieve optimal performance of high-loading electrodes due to slow reaction kinetics, retarded ion transport, and structural instability. Herein, a salt-template technique was used to fabricate nitrogen-doped porous carbon (NPC) with large surface area, abundant mesopores, and electroactive nitrogen dopants. When combined with a fibrous network scaffold of carbon nanotubes and cellulose nanofibers (CNT/CNF), the optimized NPC delivered an outstanding specific capacitance of 133.4 mAh g−1 and a remarkable capacity retention of 95.4% after 10,000 cycles. More impressively, we achieved a cathode with high mass-loading of 10 mg cm−2 without significantly sacrificing the electrochemical performance (area capacity of 2.05 mAh cm−2 and good cycling stability with capacity retention of 86.2% after 3000 cycles). The excellent performance can be attributed to the continuous electron/ion conduction pathways of CNT/CNF scaffold and redox-active surface generated by the favorable heteroatom-doped porous carbon. In sum, this work offers a platform for making high mass-loading carbon electrodes for practical ZHSCs.
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
调研昵称发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
大大蕾完成签到 ,获得积分0
2秒前
卿欣完成签到 ,获得积分10
2秒前
务实的紫伊完成签到,获得积分10
5秒前
lalala发布了新的文献求助10
5秒前
pjxxx完成签到 ,获得积分10
6秒前
Jy发布了新的文献求助10
7秒前
Jayzie完成签到,获得积分10
7秒前
1097完成签到 ,获得积分10
8秒前
rebeccahu应助3w采纳,获得10
9秒前
nenoaowu发布了新的文献求助30
10秒前
10秒前
小七啊完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
123发布了新的文献求助10
15秒前
18秒前
张青见完成签到,获得积分10
19秒前
辛勤的乌完成签到,获得积分10
19秒前
江沉晚吟完成签到 ,获得积分10
20秒前
QQQ发布了新的文献求助10
20秒前
24秒前
SciGPT应助Amymyshirley采纳,获得10
24秒前
25秒前
27秒前
huang发布了新的文献求助10
27秒前
Sabrina完成签到,获得积分10
28秒前
李健的小迷弟应助feiyang采纳,获得10
29秒前
波波完成签到 ,获得积分10
30秒前
Panruyi完成签到,获得积分10
31秒前
32秒前
zwhy发布了新的文献求助10
32秒前
33秒前
34秒前
Esfuerzo完成签到,获得积分10
35秒前
虚心完成签到 ,获得积分10
35秒前
37秒前
38秒前
3w完成签到,获得积分10
38秒前
kingwill应助moon采纳,获得20
39秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Востребованный временем 2500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3461079
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3054882
关于积分的说明 9045217
捐赠科研通 2744757
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1505651
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 695763
邀请新用户注册赠送积分活动 695173