Sodium-chloride-assisted synthesis of nitrogen-doped porous carbon shells via one-step combustion waves for supercapacitor electrodes

材料科学 超级电容器 化学工程 杂原子 电极 碳纤维 燃烧 电容 电化学 纳米技术 化学 复合材料 有机化学 复合数 戒指(化学) 物理化学 工程类
作者
Seonghyun Park,Byungseok Seo,Dongjoon Shin,Kyungmin Kim,Wonjoon Choi
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:433: 134486-134486 被引量:43
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.134486
摘要

Heteroatom-doped, multiporous carbon structures are of considerable interest as high-performance electrochemical electrodes. However, their complex and time-consuming synthetic procedures impede a scalable production. Herein, a combustion-driven sodium-chloride-assisted synthesis route of nitrogen-doped, cube-like hierarchical porous carbon shells (N-C-HPCS) is developed for the electrode materials of supercapacitors. Free-standing hybrid films composed of nitrocellulose and NaCl particles serving as the chemical fuel layer and templates are prepared, and self-propagating combustion waves passing through the films within a few seconds fabricate controllable nitrogen-doped porous carbon (N-PC) after the simple removal of the templates by washing. The optimal tuning of thermochemical reactions through the nitrocellulose loadings leads to synthesizing the N-C-HPCS, while other precursors produce sparse or dense N-PC structures. Supercapacitor electrodes using the developed N-C-HPCS exhibit an outstanding specific capacitance (305F/g at 0.5 A/g) and retention at a high current density (∼78 % at 16 A/g), as well as long-term cyclic stability (∼116% after 10,000 cycles). The symmetric two-electrode cell exhibited high power and energy densities (8 kW/kg and 10.1 Wh/kg) and superb cycling stability (107.7 % after 10,000 cycles at 5 A/g). This work will inspire rational synthesis strategies for versatile N-PCs, useful for supercapacitors, batteries, catalysts, filters, and CO2 adsorption.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
aki空中飞跃完成签到,获得积分10
刚刚
Zggzs发布了新的文献求助10
1秒前
ArkZ完成签到 ,获得积分10
1秒前
静默完成签到 ,获得积分10
2秒前
Kim发布了新的文献求助30
2秒前
华东小可爱完成签到,获得积分10
2秒前
小敏发布了新的文献求助10
3秒前
Owen应助lucky采纳,获得10
3秒前
diipgzfh完成签到,获得积分10
4秒前
zhang完成签到,获得积分10
4秒前
火星上导师完成签到 ,获得积分10
5秒前
damnxas完成签到,获得积分10
5秒前
111完成签到,获得积分20
7秒前
Jasper应助zc采纳,获得10
8秒前
8秒前
小李新人完成签到 ,获得积分10
10秒前
灵巧的一笑完成签到,获得积分10
10秒前
Owen应助回答采纳,获得10
11秒前
单薄惜文完成签到,获得积分10
12秒前
jy完成签到,获得积分10
12秒前
Osteon完成签到,获得积分10
13秒前
d叨叨鱼完成签到,获得积分10
14秒前
飞快的寒香完成签到,获得积分20
14秒前
个性的紫菜应助科研牛人采纳,获得20
15秒前
xzy完成签到,获得积分10
15秒前
pluto完成签到,获得积分0
15秒前
拜月教猪发布了新的文献求助10
16秒前
林林六完成签到 ,获得积分10
16秒前
山城完成签到 ,获得积分10
18秒前
情怀应助啾咪采纳,获得10
18秒前
Seldomyg完成签到 ,获得积分10
18秒前
merlin1010完成签到 ,获得积分10
18秒前
1526完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
Ava应助d叨叨鱼采纳,获得10
19秒前
Quiller.Wang完成签到,获得积分10
19秒前
Mr.Ren完成签到,获得积分10
19秒前
shanshui完成签到,获得积分10
20秒前
Jian发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
The three stars each: the Astrolabes and related texts 500
Revolutions 400
Diffusion in Solids: Key Topics in Materials Science and Engineering 400
Phase Diagrams: Key Topics in Materials Science and Engineering 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2451598
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2124581
关于积分的说明 5406424
捐赠科研通 1853335
什么是DOI,文献DOI怎么找? 921748
版权声明 562273
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493067