Efficient Capacitive Deionization Using Natural Basswood-Derived, Freestanding, Hierarchically Porous Carbon Electrodes

电容去离子 材料科学 电极 碳纤维 电容感应 多孔性 复合材料 纳米技术 电化学 计算机科学 化学 复合数 操作系统 物理化学
作者
Mingquan Liu,Min Xu,Yifei Xue,Wei Ni,Silu Huo,Linlin Wu,Zhiyu Yang,Yi‐Ming Yan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:10 (37): 31260-31270 被引量:113
标识
DOI:10.1021/acsami.8b08232
摘要

Carbon electrodes are of great importance in constructing high-performance capacitive deionization (CDI) devices. However, the use of conventional carbon electrodes for CDI is limited because of their poor mechanical stability and low mass loading. Herein, we report a binder-free, freestanding, robust, and ultrathick carbon electrode derived from a wood carbon framework (WCF) for CDI applications. The WCF inherits the unique structure of natural basswood, containing straightly aligned channels interconnected with highly ordered, open, and hierarchical pores. A CDI device based on thick WCF electrodes (1200 μm, equal to a mass loading of 50 mg cm-2) exhibits a remarkable areal salt adsorption capacity (SAC) of 0.3 mg cm-2, a high volumetric SAC of 2.4 mg cm-3, and a competitive gravimetric SAC of 5.7 mg g-1. Also, the good mechanical strength and water tolerance of the WCF electrodes improve the cycling stability of the CDI device. Finite element simulations of ion transport behavior indicate that the unique structure of the WCF substantially facilitates ion transport within the ultrathick CDI electrodes. This work provides a viable route to the rational design of freestanding and ultrathick electrodes for CDI applications and offers insights into the structure-performance relationship of CDI electrodes.
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
你好完成签到,获得积分10
刚刚
阳光血茗完成签到,获得积分10
刚刚
潇洒的帽子完成签到 ,获得积分10
刚刚
yangyang完成签到,获得积分10
1秒前
ash完成签到,获得积分10
1秒前
ll完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
HYD完成签到 ,获得积分10
1秒前
慕青应助科研农民工采纳,获得10
1秒前
lrid完成签到,获得积分10
1秒前
阿满发布了新的文献求助10
2秒前
尚白swqd完成签到,获得积分10
3秒前
牧紫菱发布了新的文献求助10
3秒前
传统的襄发布了新的文献求助10
3秒前
牵墨完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Oasis完成签到,获得积分10
4秒前
王wang完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
默z完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
gjy完成签到,获得积分10
6秒前
尚白swqd发布了新的文献求助10
6秒前
PhdFancy完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
彩霞完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
千冶完成签到,获得积分10
8秒前
gyusbjshaxb完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
拓跋碧萱完成签到,获得积分20
8秒前
沉静冥茗完成签到,获得积分10
9秒前
现代的老太完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
cdercder应助PhdFancy采纳,获得10
9秒前
kk发布了新的文献求助10
9秒前
xiaozhu发布了新的文献求助10
9秒前
幸福的蓝血完成签到,获得积分10
9秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Introduction to Cosmetic Formulation and Technology, 2nd Edition 400
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
Birth of Twins After Genome Editing for HIV Resistance 300
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 6689883
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8433551
关于积分的说明 18017834
捐赠科研通 5916436
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2984440
邀请新用户注册赠送积分活动 1960446
关于科研通互助平台的介绍 1898853