山西大学《Small》：揭示一锅熔盐工程B，N共掺杂多孔碳片的优异电容行为

1成果简介 

掺杂杂原子的多孔碳材料具有独特的表面特性和电容行为，被认为是有希望成为超级电容器电极的候选材料。目前，研究主要集中在开发简便的合成方法和揭示结构-活性关系以进一步提高其电容性能。本文，山西大学朱胜、侯文静、常云珍 副教授、韩高义 教授等在《Small》期刊发表名为“Unveiling Superior Capacitive Behaviors of One-Pot Molten Salt-Engineered B, N Co-Doped Porous Carbon Sheets”的论文，研究通过在KCl/KHCO3熔盐体系中对琼脂进行一锅热解，构建了B、N共掺杂的多孔碳片（BN-PCS）。

在这个过程中，尿素作为引导剂引导2D片状形态的形成，KHCO3和硼酸的分解在碳框架中形成丰富的微孔和中孔。在KOH水电解质中，电流密度为0.5Ag-1时，优化的BN-PCS的比电容达到361.1Fg-1。令人印象深刻的是，在1.0 mol L-1 TEABF4/AN电解质中，当功率密度为375.0Wkg-1时，所制造的对称超级电容器提供了43.5Wh kg-1的最大能量密度。它还实现了出色的长期稳定性，电容保持率为91.1%，哥伦布效率在10 000次循环中为100%。这项研究表明，一锅熔盐法在高性能储能器件先进碳材料工程中具有有效优势。

2图文导读  

图1、钾吸附的理论模拟

图2、a）制备B，N共掺杂多孔碳片的示意图，b）SEM图像，c，d）BN-PCS的元素映射。

图3、碳纳米片电化学性能对比图

图4、对称BN-PCS//BN-PCS器件的电化学性能

3小结 

综上所述，采用一锅熔盐法制备了多级多孔结构、有效比表面积大的B、N共掺杂碳片。DFT计算表明，B和N元素的引入可以增强碳材料的吸附能力，从而提高电容储能性能。本研究提供了一种简单的熔盐方法来构建用于高性能超级电容器的杂原子掺杂多孔碳材料。

文献：

https://doi.org/10.1002/smll.202204119

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