Supermolecule-regulated synthesis strategy of general biomass-derived highly nitrogen-doped carbons toward potassium-ion hybrid capacitors with enhanced performances

材料科学 超分子 阳极 碳纤维 化学工程 掺杂剂 碳化 无机化学 纳米技术 兴奋剂 有机化学 分子 复合数 化学 复合材料 电极 物理化学 工程类 光电子学 扫描电子显微镜
作者
Lei Zhong,Xueqing Qiu,Shunsheng Yang,Shirong Sun,Liheng Chen,Wenli Zhang
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:61: 102887-102887 被引量:73
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.102887
摘要

Biomass-derived carbons are promising anodes in potassium-ion hybrid capacitors owing to their tunable structure and competitive cost-effectiveness. The intercalation of K+ ions into carbonaceous anode is a sluggish reaction due to the turbostratic structure and large radius of K+ ions, resulting in the inability to exploit its high capacity and high-rate capability. Nitrogen-doping strategy could enhance the K-ion storage performance by surface capacitive adsorption mechanism. Nevertheless, conventional nitrogen-doping strategies could only endow biomass-derived carbons with low nitrogen-doping levels (<10 at.%), owing to the general agglomeration issue of biomass molecules and the easy release of nitrogen dopant during carbonization. Herein, we proposed a supermolecule-regulated strategy, which enables the breakage of the agglomeration of lignin molecule and disperses lignin in Lewis alkali-acid coupled supermolecule through inter-molecule interactions between lignin and the supermolecule. The co-decomposition of supermolecule/lignin composite precursor could form a covalent-bonded graphitic carbon nitride/carbon intermediate, ensuring the high nitrogen doping level (17.0 at.%) in lignin-derived carbon. The obtained carbon anode delivered high reversible capacities and high-rate capability. All-carbon potassium-ion hybrid capacitors constructed by this carbon as both anode and cathode exhibited a high energy density and power density. This work proposes a general method for constructing highly nitrogen-doped carbon anodes with superior performances.
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
Yi完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
XHL发布了新的文献求助10
3秒前
愉快的真应助tobia采纳,获得30
3秒前
pluto应助ohnk采纳,获得50
3秒前
3秒前
sssugar完成签到,获得积分20
3秒前
4秒前
YW发布了新的文献求助10
4秒前
乔木完成签到 ,获得积分10
4秒前
子然完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
liujian发布了新的文献求助10
5秒前
科目三应助我就是KKKK采纳,获得10
5秒前
爆米花应助淋巴细胞采纳,获得10
6秒前
chen完成签到,获得积分10
6秒前
SciGPT应助linman采纳,获得10
6秒前
sssugar发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
冰火完成签到 ,获得积分10
7秒前
朴实凝雁发布了新的文献求助10
9秒前
爆米花应助子然采纳,获得10
10秒前
YY发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
乐乐应助花花草草采纳,获得10
11秒前
11秒前
tuzhifengyin完成签到,获得积分10
11秒前
小蘑菇应助青奴采纳,获得10
13秒前
可爱的函函应助liujian采纳,获得10
13秒前
坦率抽屉完成签到 ,获得积分10
14秒前
kanghaiyu完成签到,获得积分10
14秒前
天晴应助我就是KKKK采纳,获得10
15秒前
MMCC发布了新的文献求助10
16秒前
铲铲完成签到,获得积分10
16秒前
阳阳秋完成签到,获得积分10
18秒前
在水一方应助super chan采纳,获得10
19秒前
科目三应助babao采纳,获得30
20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
Organic Chemistry, 5th Edition 1000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
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 7371654
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8979329
关于积分的说明 19089952
捐赠科研通 7013593
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3225088
关于科研通互助平台的介绍 2388700
邀请新用户注册赠送积分活动 2205764