1成果简介 分层多孔碳作为锌离子混合电容器的阴极材料具有巨大潜力。本文,东北林业大学吴小亮 副教授、 中国科学院大连化学物理研究所卢锐 副研究员等在 《ADVANCED SUSTAINABLE SYSTEMS》期刊发表名为“Dual Molten Salt Synthesis of Oxygen Rich Hierarchical Porous Carbon as Cathode Materials for Zinc-Ion Hybrid Capacitor”的论文,研究以KHCO3和 NaHCO3为活化剂,采用双熔盐法制备富氧分层多孔碳。得到的富氧分层多孔碳(OPC-700)具有发达的互连多孔骨架、较大的比表面积(1193.6 m2 g-1)和丰富的氧官能团。由于协同效应,制备的电极显示出 410.7 F g-1 的比容量和卓越的电化学稳定性。更重要的是,以OPC-700为阴极、锌箔为阳极组装的 Zn// ZnSO4//OPC-700混合电容器在2m ZnSO4 中可提供124.5Wh kg-1 的能量密度和优异的电化学稳定性。 2图文导读

图1、OPC样品合成的示意图。

图2、a,b) OPC-700 的 SEM 图像。c,d) OPC-700 的 TEM 图像。e) OPC-f) 700 的元素映射图像:C、g) O。

图3、a) OPC-600、OPC-700和OPC-800的XRD图谱。b) N2OPC-600、OPC-700、OPC-800 的吸附/解吸等温线。c) OPC-600、OPC-700和OPC-800的孔径分布曲线。d) OPC-700样品的XPS测量光谱。高分辨率 e) OPC-700 样品的C1s,f) O 1s 光谱。

图4、a) CV curves of OPC-600, OPC-700, and OPC-800 at 20 mV s−1. b) CV profiles at scan rates from2to100mV s−1 of OPC-700. c) GCD profiles at current densities from 0.5to30Ag−1 of OPC-700. d) Specific capacitance of OPC-600, OPC-700, OPC-800. e) Nyquist plots of OPC-x samples. f) Cycling stability of OPC-700 after 10 000cycles.

图5、基于OPC阴极的ZIHC的电化学性质。 3小结 综上所述,本文开发出了一种利用双熔盐策略制备富氧分层多孔碳的简便方法。优化后的 OPC-700 样品具有发达的互连多孔骨架、较大的比表面积(1193.6 m2 g-1)和丰富的氧官能团。由于这种协同效应,所制备的电极具有410.7Fg-1 的比容量和出色的循环寿命。更重要的是,以 OPC-700为阴极、锌箔为阳极组装的Zn// ZnSO4//OPC-700混合电容器在2m ZnSO4中的能量密度高达 124.5Wh kg-1,并具有优异的电化学稳定性。 文献:

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