韩国蔚山国科院与北化工《Energy Fuels》：基于琼脂糖的分层多孔碳，用于高功率密度超级电容器

1成果简介 

由于其高比表面积和大孔体积，多孔碳（PC）是一种有价值的材料，可用于储能和转换装置的电极。生物质是制备PC的理想原料，部分原因在于其可持续和生态友好性，本文，蔚山国立科学技术学院Christopher W. Bielawsk与北京化工大学Jianxin Geng等研究人员在《Energy Fuels》期刊发表名为“Agarose-Based Hierarchical Porous Carbons Prepared with Gas-Generating Activators and Used in High-Power Density Supercapacitors”的论文，研究将琼脂糖（一种形成坚固水凝胶的天然生物质）转化为具有可调孔结构和高电化学性能的PC的新方法。合成过程很简单，需要加热由琼脂糖和草酸钾 (K2C2O4 )组成的凝胶。由于盐在升高的温度下转化为气态副产物，因此利用分解过程在水凝胶进行碳化时产生活化的开孔。

2图文导读  

图1. 用于基于琼脂糖的分级多孔碳的合成过程示意图

图2. 记录的各种碳材料形态特征数据 .

图3. 在不同比例的琼脂糖与K2C2O4下获得碳材料的形态特征数据。(a)(b) PC-1-700的 SEM和TEM图像。(c) (d) PC-3-700的SEM和TEM图像。(e)(f) PC-6-700的SEM和  TEM图像。

图4. 在不同温度下获得碳材料的形态特征数据。(a) (b)PC-6-600的SEM和TEM图像。(c)  (d) PC-6-700的SEM和TEM图像。(e)  (f) PC-6-800的SEM和TEM图像。

图5.  (a) (b) PC-6-700的XRD图案和拉曼光谱。

图6. 使用不同碳材料制备的超级电容器的电化学表征

3小结 

这些结果与文献中最近报道的用于高性能超级电容器的其他材料相比更为有利。本文描述的方法有望提供可扩展且可广泛应用的碳材料，在当代超级电容器以及其他能量存储和转换应用中具有实用价值。

文献：    

https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c02875

▼往期精彩回顾▼清华大学《Carbon》：由超高剥离石墨烯和贻贝启发的化学物质实现的智能可修复防腐涂层
北方民族大学《IJER》：杏鲍菇为原料制备多孔碳膜，用于超高面积电容水性超级电容器
导师介绍：何永勇 研究员--清华大学机械工程系

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来源：文章来自Energy Fuels网站，由材料分析与应用整理编辑。

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