浙江理工大学《Nanoscale》：纤维素纳米纤维衍生碳气凝胶，用于高性能超级电容器
1成果简介
碳材料由于其分级多孔结构和大比表面积，是非常有前途的超级电容器电极材料。然而，有限的比电容和较差的倍率能力大大阻碍了它们的实际应用。本文，浙江理工大学Lumin Chen等研究人员在《Nanoscale》期刊发表名为“Cellulose nanofiber derived carbon aerogel with 3D multiscale pore architecture for high-performance supercapacitors”的论文，研究通过热解化学CNF，开发了 3D互连的分层多孔碳气凝胶（CNFA）。获得的CNFAs有效地提高了碳产率并抑制了体积收缩，并具有强大的机械性能，作为超级电容器电极。
CNFAs-17%电极在 1Ag-1下表现出 440.29Fg -1的超高电容，明显优于大多数报道的基于生物质的碳材料。此外，CNFAs-17% 组装对称超级电容器 (SSC) 实现了出色的倍率性能（10 mA cm -2 时为63.29% ）、高面能量密度（0.081 mWh cm -2）和卓越的循环稳定性（接近 100% 的电容7000 次循环后的保留）。这项工作为制备用于高性能储能应用的有前途的电极材料提供了一种简单有效的策略。
2图文导读
图1、 (a)CNFA制备策略的示意图。
图2、 (a) 纯 CNFAs、(b) CNFAs-2%、(c) CNFAs-3%、(d) CNFAs-8%、(e) CNFAs-17% 和 (f) CNFAs-32% 的 SEM 图像。(g-i) CNFAs-8% 的 TEM 图像。
图3、 (a) 纯 CNFAs、CNFAs-2%、CNFAs-3%、CNFAs-8%、CNFAs-17% 和 CNFAs-32%的XRD图。
(b) 纯CNFAs、CNFAs-2%、CNFAs-3%、CNFAs-8%、CNFAs-17% 和 CNFAs-32% 的拉曼光谱。(c) 纯CNFAs和 (d) CNFAs-8%的C1s XPS 光谱。(e) 纯CNFAs和(f)CNFAs-8% 的 O1s XPS光谱。图 4 (a) CNFAs-8% 电极的 CV 曲线和 (b) GCD 曲线。
(c) CNFA电极在 1Ag-1 时的GCD曲线。(d) CNFAs 电极在1-6Ag-1时的比电容。(e) 当前研究与这项工作之间比电容的比较。4,6,13,18-20,23,27,37,43-45纯CNFAs，CNFAs-2％，CNFAs-3％，CNFAs-8％，CNFAs-17％（f）CNFAs的奈奎斯特图-32%。(g) CNFAs-8% 电极的动力学分析：10–600 mV s -1扫描速率下峰值电流和扫描速率之间的关系。(h)ν1/2vs.I/ν 图1/2下各种电位。 (i) 20 mVs -1 时的电容贡献.图5、 (a) CNFAs-8%//CNFAs-8% SSC在不同操作电位下的CV曲线。
(b) CNFAs-8%//CNFAs-8% SSC在不同扫描速率下的CV曲线。(c) CNFAs-8%//CNFAs-8%SSC在不同电流密度下的GCD曲线。(d) CNFAs-8%//CNFAs-8% SSC的倍率性能。(e) Ragone图与一些最近报道的碳基SSC装置的比较。(f) CNFAs-8%//CNFAs-8%在10mAcm-2下的循环稳定性。通过驱动红色 LED 和电子表对该装置的实际演示。
3小结
https://doi.org/10.1039/D1NR04838D
中科院上海微系统所《CEJ》：以高通量离域电化学剥离法制备高质量石墨烯
北京科大《Nanoscale》：静电纺ZIF衍生的空腔多孔碳纳米纤维作为具有超低过电位的锂氧电池的独立阴极
来源：文章来自Nanoscale网站，由材料分析与应用整理编辑。
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