Supercapacitor properties of N/S/O co-doped and hydrothermally sculpted porous carbon cloth in pH-universal aqueous electrolytes: Mechanism of performance enhancement

超级电容器 电解质 水溶液 多孔性 化学工程 材料科学 兴奋剂 碳纤维 化学 无机化学 电化学 电极 复合数 复合材料 有机化学 物理化学 工程类 光电子学
作者
Mingliang Xiang,Lixiang He,Qiuyao Su,Baolong Sun,Ni Wang,Sridhar Komarneni,Liangkui Sun,Wencheng Hu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:485: 149835-149835 被引量:22
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.149835
摘要

Carbon cloth (CC) was hydrothermally etched in a highly oxidizable solution to form a porous structure for supercapacitor electrodes on the surface of CC. The oxygen-rich groups on porous CC (OCC) were then partially replaced by N and S elements to produce N/S co-modified porous OCC (MOCC). This method uses a lower temperature than the KOH etching method while maintaining the flexibility and self-supporting properties of CC. The modified MOCC electrodes were investigated as symmetric supercapacitors (SSCs) and compared to conventional collectors such as copper and aluminum foils. The SSCs were tested for electrochemical performance in acidic, alkaline, and neutral electrolytes, enabling them suitable for a wider range of applications. In the acid electrolyte, the device has an area capacitance of up to 3132 mF cm−2 at 1 mA cm−2 and a capacitance retention of 91 % after 20,000 cycles at 20 mA cm−2, outperforming the alkaline and neutral electrolytes. The devices had a maximum volume energy density of 1.82 mWh cm−3 and a maximum volume power density of 11.42 mW cm−3 when the MOCC electrodes were assembled as symmetrically flexible SCs with an acidic colloidal electrolyte, in addition to passing essential flexibility tests, which proved possible for application in the booming field of flexible energy storage. DFT simulations were conducted on CC, OCC and MOCC, which showed that N/S co-doping enhances the conductivity of OCC and increases the number of active sites, resulting in higher capacitance. This study demonstrates that MOCC can be mass-produced for consistent, high-performance flexible energy storage devices.
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
wsx4321发布了新的文献求助10
2秒前
小狮子完成签到 ,获得积分10
5秒前
小玲子完成签到 ,获得积分10
21秒前
小Z顺利毕业完成签到,获得积分10
31秒前
山复尔尔完成签到 ,获得积分10
35秒前
又又完成签到,获得积分0
38秒前
高兴薯片完成签到 ,获得积分10
40秒前
青水完成签到 ,获得积分10
42秒前
笨笨忘幽完成签到,获得积分0
44秒前
js完成签到 ,获得积分10
46秒前
Peter完成签到 ,获得积分10
49秒前
CLTTT完成签到,获得积分0
51秒前
叶痕TNT完成签到 ,获得积分10
55秒前
Tong完成签到,获得积分0
57秒前
修辛完成签到 ,获得积分10
58秒前
单纯的小土豆完成签到 ,获得积分0
1分钟前
w0304hf完成签到,获得积分10
1分钟前
wzy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lucky完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小小虾完成签到 ,获得积分10
1分钟前
whitepiece完成签到,获得积分0
1分钟前
喵了个咪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
pengyh8完成签到 ,获得积分10
1分钟前
chenmeimei2012完成签到 ,获得积分10
1分钟前
梦游菌完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ceploup完成签到,获得积分10
1分钟前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
术语完成签到 ,获得积分10
2分钟前
整齐百褶裙完成签到 ,获得积分10
2分钟前
小六完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
简奥斯汀完成签到 ,获得积分10
2分钟前
夕阳下仰望完成签到 ,获得积分10
2分钟前
真实的宛发布了新的文献求助10
2分钟前
行悟完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
runtang完成签到,获得积分10
2分钟前
Temperature完成签到,获得积分10
2分钟前
洋芋饭饭完成签到,获得积分10
2分钟前
Meng完成签到,获得积分10
2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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
CLSI M100 Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing 36th edition 400
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 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 6362250
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8175899
关于积分的说明 17224379
捐赠科研通 5416933
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2866654
邀请新用户注册赠送积分活动 1843775
关于科研通互助平台的介绍 1691562