Coupling of reasonable micro-defect structure and multiple chemisorption sites for boosting the K+ storage capacity in dual-carbon potassium ion hybrid capacitors

材料科学 阳极 微型多孔材料 化学吸附 化学工程 阴极 密度泛函理论 电容器 吸附 解吸 碳纤维 微晶 纳米技术 电极 复合材料 物理化学 计算化学 结晶学 化学 电压 工程类 物理 复合数 量子力学
作者
Zhiyuan Liu,Hui Peng,Xuan Xie,Xin Wang,Wenbo Hou,Wenxing Miao,Bo Tao,Guofu Ma,Ziqiang Lei
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:65: 103100-103100 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.103100
摘要

Construction of hierarchical porous (meso‑microporous) carbonaceous anodes with reasonable-sized defects and rich active sites is important for enhancing K+ storage capacity. Here, we propose a strategy that can expand the microporous defects and synchronously introduce multiple chemisorption sites to synthesize phosphorus-nitrogen double-doped foamed porous carbon (PN-FPC). Interlaced and interconnected macropores in PN-FPC can effectively promote long-range mass transfer, while ultrathin carbon bubble walls with abundant meso‑micropores and chemisorption sites can maximize the utilization of active sites. Density-functional theory (DFT) calculations show that the P, N double-doped synergistically rational micro-defect structure significantly contributes to the reversible adsorption-desorption of K+. More importantly, the potassium-ion hybrid capacitors (PIHCs) composed of P, N double-doped activated porous carbon (PN-FAPC) as cathode and pre-activated PN-FPC as anode exhibited ultra-high energy density (155.6 Wh kg−1), power density (17,000 W kg−1), and ultra-long lifetime (90.9 % capacity retention after 10,000 cycles). This study not only provides new insights for the convenient synthesis of advanced carbonaceous anode materials, but also provides a deeper understanding for revealing the charge storage mechanism of PIHCs.
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
王超超发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
xyc完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
万能图书馆应助方成元采纳,获得10
2秒前
2秒前
CipherSage应助smart采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.2应助凯瑞采纳,获得10
2秒前
mmr发布了新的文献求助10
2秒前
xun完成签到,获得积分20
3秒前
纷纷故事完成签到,获得积分10
4秒前
Frank222发布了新的文献求助10
4秒前
SciGPT应助莫阏采纳,获得10
4秒前
4秒前
krenc完成签到,获得积分10
4秒前
赘婿应助积极映安采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
xun发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
zlt发布了新的文献求助10
6秒前
Lu丶L发布了新的文献求助10
6秒前
隐形曼青应助lisen采纳,获得10
7秒前
Hello应助Liam采纳,获得10
7秒前
7秒前
纷纷故事发布了新的文献求助10
7秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
小小美完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
Cherry发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Gotye0829完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI6.2应助lome采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.4应助lome采纳,获得10
9秒前
大模型应助哇呀呀采纳,获得10
9秒前
nini发布了新的文献求助10
9秒前
10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
The anomeric effect 1314
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7734772
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9285049
关于积分的说明 20168819
捐赠科研通 7312726
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304770
关于科研通互助平台的介绍 2457353
邀请新用户注册赠送积分活动 2314119