Synthesis of N/P co-doped monolithic hierarchical porous carbon for zinc-ion hybrid capacitors with boosted energy density in ZnSO4/ZnI2 redox electrolyte

超级电容器 化学 材料科学 电解质 碳纤维 多孔性 兴奋剂 氧化还原 电容器 化学工程 能量密度 电化学 无机化学 电极 冶金 复合材料 光电子学 物理化学 复合数 电气工程 工程物理 电压 工程类
作者
Yang Lei,Xiaojun He,Yuchen Wei,Hongqiang Li,Yan Yu,Jieshan Qiu
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:542: 231743-231743 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.231743
摘要

Zinc-ion hybrid capacitors (ZHCs) are of great potential as a new type of energy storage device, yet how to increase the energy density remains a challenge, which is greatly restricted by cathode materials and electrolytes. Herein, we report on the synthesis of N/P co-doped monolithic hierarchical porous carbon (NPMC) materials from fluorene molecules via template-guided growth coupled with in situ activation strategy. The as-prepared NPMCs feature 3D carbonaceous framework with good electron conduction, well-developed macro/meso/micropores for ion transfer and tunable N/P species with additional pseudocapacity. Meanwhile, the introduction of ZnI 2 into aqueous ZnSO 4 electrolyte helps to significantly increase the capacity of ZHC due to the redox reactions. It has been demonstrated that the Zn//ZnSO 4 /ZnI 2 //NPMC ZHC with NPMC as cathode material delivers an ultrahigh energy density of 324.8 Wh kg −1 , which is 3.5 times higher than Zn//ZnSO 4 //NPMC ZHC. The mechanisms for this superb performance have been explored in terms of the Zn 2+ cations deposition/stripping, SO 4 2− /I − anions adsorption/desorption, Zn 4 SO 4 (OH) 6 ·0.5H 2 O precipitation/dissolution and the redox reactions (3I − /I 3 − , 2I − /I 2 ). This novel work may pave a way to the exploration of high-energy ZHCs. • NPMCs were prepared by template-guided growth coupled with activation strategy. • NPMCs feature 3D framework, hierarchical pores and tunable N/P species. • The energy density of ZHC increased from 90.7 to 324.8 Wh kg −1 by ZnI 2 additive. • The working mechanisms of ZHC based on ZnSO 4 /ZnI 2 electrolyte were explored.
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
1秒前
1秒前
yuaaaann发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
LT完成签到,获得积分20
6秒前
风中亦旋完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
罗布林卡发布了新的文献求助10
19秒前
CyrusSo524应助Seanagi采纳,获得150
20秒前
情怀应助haui采纳,获得10
21秒前
领导范儿应助卷一卷采纳,获得10
21秒前
Akim应助zzuwxj采纳,获得10
21秒前
追寻念云完成签到 ,获得积分10
22秒前
实验大牛完成签到,获得积分10
27秒前
30秒前
清爽老九应助迷你的菲鹰采纳,获得20
30秒前
NexusExplorer应助乔心采纳,获得10
34秒前
归尘发布了新的文献求助30
35秒前
36秒前
乐乐应助nylon采纳,获得10
41秒前
卷一卷发布了新的文献求助10
41秒前
x1完成签到,获得积分10
50秒前
54秒前
凉小远完成签到,获得积分10
55秒前
wangli发布了新的文献求助10
55秒前
mirrovo发布了新的文献求助10
1分钟前
Karrisa完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
panda发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
rickplug发布了新的文献求助30
1分钟前
大个应助lsy采纳,获得10
1分钟前
卷一卷完成签到,获得积分10
1分钟前
Raine完成签到,获得积分10
1分钟前
zzuwxj发布了新的文献求助10
1分钟前
zjh发布了新的文献求助10
1分钟前
领导范儿应助卷一卷采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
北斋完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Platinum-group elements : mineralogy, geology, recovery 260
Geopora asiatica sp. nov. from Pakistan 230
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780426
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325838
关于积分的说明 10224370
捐赠科研通 3040880
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669111
邀请新用户注册赠送积分活动 799013
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758649