Bionic Hollow Porous Carbon Nanofibers for Energy‐Dense and Rapid Zinc Ion Storage

材料科学 碳纳米纤维 储能 电解质 多孔性 碳纤维 化学工程 纳米技术 纳米纤维 阴极 纳米材料 电池(电) 电极 复合数 复合材料 化学 碳纳米管 功率(物理) 物理 物理化学 量子力学 工程类
作者
Guangjie Yang,Qian Zhang,Chenweijia He,Zhe Gong,Zhenlu Liu,Jian Song,Shaohua Jiang,Jingquan Han,Haoqi Yang,Xue Li,Zengxia Pei,Shuijian He
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (10): e202421230-e202421230 被引量:84
标识
DOI:10.1002/anie.202421230
摘要

Suboptimal spatial utilization and inefficient access to internal porosity preclude porous carbon cathodes from delivering high energy density in zinc-ion hybrid capacitors (ZIHCs). Inspired by the function of capillaries in biological systems, this study proposes a facile coordination-pyrolysis method to fabricate thin-walled hollow carbon nanofibers (CNFs) with optimized pore structure and surface functional groups for ZIHCs. The capillary-like CNFs maximize the electrode/electrolyte interface area, facilitating the optimal utilization of energy storage sites. The precision-engineered pore sizes in the fiber walls are specifically tailored to accommodate solvated [Zn(H2O)6]2+, thus enhancing ion storage capacity and supporting accelerated transport kinetics. The resultant ZIHCs achieve a battery-grade energy density of 132.8 Wh kg-1 (based on active material), remarkable stability (98.7 % retention after 80,000 cycles at 10 A g-1), along with practically high areal capacities. Combined in situ/ex situ spectroscopic characterizations, kinetic analyses, and theoretical calculations revealed that the superior energy storage performance arises from the advantageous microstructure of the biomimetic CNFs and the reversible physical/chemical adsorption process. This investigation offers a novel strategy for designing high-efficiency zinc ion storage carbon nanomaterials and provides insights into the cathodic storage mechanisms essential for advancing ZIHCs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
阳光的羊完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
chipmunk发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
唐同学完成签到,获得积分10
4秒前
传奇3应助123采纳,获得10
4秒前
夏不炎完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.1应助pxh采纳,获得10
5秒前
包容的雨泽完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
忍蛙完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
利嘉皮发布了新的文献求助10
9秒前
12秒前
12秒前
zhdjk完成签到,获得积分10
13秒前
紫津发布了新的文献求助10
13秒前
初荣发布了新的文献求助10
14秒前
朴素的怜雪完成签到,获得积分10
14秒前
田田完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
20秒前
zhdjk发布了新的文献求助100
21秒前
22秒前
123发布了新的文献求助10
23秒前
所所应助lf采纳,获得10
24秒前
upupeasymoney完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
25秒前
科研通AI6.4应助单排轮采纳,获得10
28秒前
upupeasymoney发布了新的文献求助10
29秒前
Balance Man完成签到 ,获得积分10
31秒前
Akim应助今天礼拜天采纳,获得10
32秒前
dongjy发布了新的文献求助30
32秒前
suorata完成签到,获得积分10
32秒前
丘比特应助震动的小松鼠采纳,获得10
32秒前
科研通AI6.4应助跳跃凌瑶采纳,获得10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Hemispherical Resonator Gyro: Status Report and Test Results 800
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6383374
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8195642
关于积分的说明 17328651
捐赠科研通 5437084
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2875446
邀请新用户注册赠送积分活动 1852222
关于科研通互助平台的介绍 1696611