曲阜师范大学应安国Small：俄罗斯套娃状多孔碳作为高性能钾离子混合电容器的负极材料
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1成果简介
复杂实用的纳米结构的孔结构设计仍然是一个巨大的挑战。本文，曲阜师范大学应安国教授课题组在《Small》期刊发表名为“Russian-Doll-Like Porous Carbon as Anode Materials for High-Performance Potassium-Ion Hybrid Capacitors”的论文，研究通过沸腾碳化方法，结合K预插层，制备了具有俄罗斯套娃状孔隙而非传统单一模式的多孔碳。最重要的内部因素是，碱可以渗透到层状丙二酸二酰肼的立体空间中，封闭效应导致了不同维度孔隙结构的深入发展。含氧和含氮的表面保证了K的插层行为。
受益于其开放的框架和扩大的层间间距，具有俄罗斯套娃状孔隙（表示为KPCPR）的K预插多孔碳作为阳极材料表现出良好的储钾性能。在30 m CH+++3COOK中组装的KPCRP//活性炭钾离子混合超级电容器显示出157.29 Wh kg−1的高能量密度、14 kW kg−1超高功率输出和长循环寿命（10000次循环后容量保持率为99.58%），突出了俄罗斯套娃状孔隙结构的优势。这项工作为三维孔隙结构的设计，特别是多模态孔隙结构的研究提供了思路。
2图文导读
图1、KPCRP的制备示意图。
图2、a–d） KPCRP 的 SEM 图像，e） KPCRP 和 PC 的氮吸附/解吸曲线，f） KPCRP 的孔径分布，g，h） KPCRP 的 HR-TEM 图像和内部结构分析，i） KPCRP 中 C、K、N 和 O 原子的元素映射图像。
图3、a）KPCRP和PC的XRD图谱，b）KPCRP和PC的拉曼光谱，c）KPCRP和PC的XPS光谱，d-f）KPCRP的O1s，N1s和K2p光谱分析。
图4、电化学性能
图5、KPCRP中的钾储存机理
图6、钾离子混合电容器图示
3小结
综上所述，本文开发了一种不费吹灰之力的沸腾碳化方法来合成KPCRP阳极，该阳极表现出大层间间距的独特结构和新颖的孔隙。并为在钾离子混合电容器中使用多孔碳开辟了机会
文献：
https://doi.org/10.1002/smll.202206895
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