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AEM: 生物质碳新玩法——杨梅碳化制备高体积能量密度的超级电容器电极材料

发布时间:2018-09-12 阅读数:1138


随着便携式电子产品和电动汽车向着轻量化、小型化的快速发展,开发与之相匹配的兼具高体积能量密度和高功率密度的长寿命超级电容器成为当前的迫切需求。提高超级电容器的综合性能,关键在于寻找合适的电容器电极材料。过渡金属化合物具有高的能量密度,但其功率密度低、循环稳定性差;纳米结构碳材料如石墨烯、多孔碳等具有高的功率密度、理想的长循环特性以及快速的充放电性能,但其能量密度低;集合过渡金属化合物的高能量密度与纳米结构碳材料的高功率密度和长循环寿命特性,被认为最有希望成为替代或补充二次电池的超级电容器的电极材料。然而,纳米结构碳材料至今尚未实现在便携式电子产品和电动汽车等领域的广泛应用,其主要原因是体积能量密度仍然远低于商业化的二次电池如镍氢电池、锂电池等。

 最近,温州大学王舜教授课题组的金辉乐副教授和李俊博士后在浙江省自然科学基金(LZ17E020002)的支持下,联合美国阿贡国家重点实验室的陆俊研究员以及加拿大温莎大学的王继昌教授创新性地利用可再生的廉价生物质杨梅为前驱体,低成本量化制备了铁//硫共掺杂的多级孔碳球/片杂化纳米固体(FeSN-C)储能材料。该材料创造了生物质碳基材料迄今最高的体积比电容(1320.4 F/cm3)和体积比能量(221.9 WhL-1)以及大电流充放电(80 A.g-1)条件下的最长循环寿命(>10万次)。研究结果发表在全球权威期刊Adv. Energy Mater. 20181702695上(影响因子21.875),并受邀以Recent progress in biomassderived electrode materials for high volumetric performance supercapacitors为题Adv. Energy Mater.2018(1801007)上发表的综述论文。

                                         

[1]X. M. Dong, H. Jin*, R. Wang, J. Zhang, X. Feng, C. Yan, S. Chen, S. Wang*, J. Wang*, J. Lu*. High volumetric capacitance, ultralong life supercapacitors enabled by waxberry-derived hierarchical porous carbon materials. Adv. Energy Mater.,2018, 8, 170269.

[2] H. Jin, J. Li, Y. Yuan, J. Wang, J. Lu*, S. Wang*.Recent progress in biomassderived electrode materials for high volumetric performance supercapacitors.Adv. Energy Mater.,2018, 8, 1801007.

 

                                                                                    (作者:温州大学 金辉乐  通讯员:宣晓冬)


 

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