A High-Performance Redox Electrochemical Capacitor: Confinement of Sodium Anthraquinone-2-Sulfonate in Porous Carbons with Electric-Field Assistance

超级电容器 电容 电解质 电化学 氧化还原 电极 电流密度 材料科学 扩散 碳纤维 化学 化学工程 无机化学 复合材料 物理 热力学 物理化学 量子力学 复合数 工程类
作者
Yannan Ma,Yong Chen,Chengwen Xin,Yan‐Qiong Cheng,Qianqi Li,Hui Xu
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (12): 6532-6542 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsaem.3c00457
摘要

Redox electrolytes bridge the energy density gap between carbon-based supercapacitors and batteries. However, across-diffusion of soluble redox couples results in subpar rate performance, therefore, how to deal with this impasse becomes the focus of the field's attention. In this study, we put forth the idea that the problem can be solved by using activated carbon nanopores as reservoirs to retain redox species and prevent their diffusion. The electric field is used to help confine sodium anthraquinone-2-sulfonate (AQS, size is around 1.634 × 0.634 × 0.864 nm3) to the nanopores of the tea-leaf biomass carbon electrode (TAC, 59.65% of micropores). We show that AQS molecules occupy small micropores (less than 1 nm), resolving the problem of cross-diffusion that arises naturally in redox-enhanced electrochemical capacitors. Thus, in the 1 M H2SO4 electrolyte, a high specific capacitance of 733.3 F g–1 is produced in a three-electrode system at a current density of 1 A g–1, and only 7% of the specific capacitance decays at a current density of 10 A g–1. Besides, the TAC/AQS-5 electrode-based symmetric device delivers a maximum energy density of 41.48 Wh kg–1 and excellent capacitance retention of 86.2% after 5000 charge and discharge cycles at 2 A g–1. The maximum energy density obtained by our symmetrical supercapacitor is higher than that of currently reported aqueous electrolyte supercapacitors.
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
卷卷应助太郝啦采纳,获得10
1秒前
1秒前
明天剪纸发布了新的文献求助10
1秒前
积极玲发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
缔顶爱多相完成签到,获得积分10
2秒前
JDEF完成签到,获得积分10
2秒前
思源应助单薄的紫青采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
shusen发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
白昼学派完成签到,获得积分10
3秒前
D33sama完成签到,获得积分10
3秒前
hrs发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
舒适悒完成签到,获得积分10
4秒前
隐形曼青应助徐新雨采纳,获得10
4秒前
苏梗完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
子苓发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
双儿完成签到,获得积分20
5秒前
moumou发布了新的文献求助10
6秒前
思源应助lisa采纳,获得10
6秒前
无花果应助Wand采纳,获得10
6秒前
建安发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
dew应助SKi采纳,获得10
8秒前
waxler发布了新的文献求助10
9秒前
钱钱钱发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6应助研友_8KKkb8采纳,获得150
9秒前
9秒前
明天剪纸完成签到,获得积分10
9秒前
科目三应助擎天柱采纳,获得10
10秒前
伊吹风子完成签到,获得积分20
10秒前
春深半夏完成签到,获得积分20
10秒前
薛鸿锋发布了新的文献求助10
10秒前
yyyyyge完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 720
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5587292
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4670431
关于积分的说明 14782816
捐赠科研通 4622441
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2531237
邀请新用户注册赠送积分活动 1499954
关于科研通互助平台的介绍 1468066