Ultrahigh N-doped carbon with hierarchical porous structure derived from metal-organic framework for high-performance zinc ion hybrid capacitors

电容器 金属有机骨架 兴奋剂 材料科学 多孔性 碳纤维 金属 化学工程 离子 超级电容器 无机化学 光电子学 电极 化学 电化学 复合材料 冶金 电气工程 有机化学 工程类 复合数 吸附 电压 物理化学
作者
Dedong Jia,Zexiang Shen,Wen Zhang,Yong Li,Jun He,Jiang Li,Yuchen Wei,Xiaojun He
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:485: 149820-149820 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.149820
摘要

As an emerging electrochemical energy storage device, zinc ion hybrid capacitors (ZHCs) achieve high energy density and power density simultaneously by combining energy storage mechanism of supercapacitors and rechargeable batteries. However, the storage capability of the common carbon-based cathodes is inferior owing to the poor zinc ion diffusion kinetics. Herein, we choose a nitrogen (N)-rich metal–organic frameworks (MOFs), i.e., Zn-based metal-triazolate (Zn-MET), as both carbon precursor and N source to prepare N-doped porous carbon through a facile direct pyrolysis strategy. The obtained Zn-MET-x (x = pyrolysis temperature) is featured with high N-doping level up to 16.2 at% originating from the N-rich ligands, and hierarchical porous structure with the coexistence of micro-/meso-/macro-pores, both of which effectively accelerate the zinc ion diffusion kinetics. Consequently, the optimal Zn-MET-800 electrode not only affords impressive EDLC performance, but also exhibits impressive performance as cathode for ZHC. The assembled ZHC achieves a high capacity of 164.2 mAh/g at 0.1 A/g, outstanding rate capability (64.4 mAh/g at 10 A/g), and admirable cycle stability with 90.3 % capacity retention after 30 000 cycles at 10 A/g. Theoretical calculations prove that the Zn ion adsorption can be enhanced by the presence of N sites in graphene framework. The Zn ion storage mechanism related to the formation/dissolution of Zn4SO4(OH)6·5H2O in the cathode surface is also investigated. This work presents an attractive route to develop advanced porous carbon materials with ultrahigh N-doping level from N-rich MOFs for ZHCs.
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
ppboyindream完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
lc完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Morgans00完成签到,获得积分10
4秒前
这个夏天完成签到,获得积分10
7秒前
高发完成签到 ,获得积分10
8秒前
lhr完成签到 ,获得积分10
9秒前
WX发布了新的文献求助10
9秒前
Lucas应助happyboy2008采纳,获得10
10秒前
liutao完成签到,获得积分10
10秒前
11完成签到 ,获得积分10
12秒前
安之完成签到,获得积分10
12秒前
宇宙超人007008完成签到,获得积分10
12秒前
Leonardi应助13134采纳,获得10
13秒前
ding应助高高采纳,获得10
14秒前
华仔应助落后志泽采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
17秒前
今天不学习明天变垃圾完成签到,获得积分10
18秒前
天天快乐应助勇敢的小田采纳,获得10
18秒前
CipherSage应助芙卡洛斯采纳,获得10
19秒前
奕奕完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
科研狗完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
FIN应助13134采纳,获得10
21秒前
21秒前
研友_VZG7GZ应助..采纳,获得10
22秒前
三月烟雨发布了新的文献求助10
24秒前
狸宝的小果子完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
无花果应助务实的听筠采纳,获得30
25秒前
25秒前
27秒前
纪亦瑶发布了新的文献求助10
27秒前
战战完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
zx3333发布了新的文献求助10
29秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 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 2393024
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2097147
关于积分的说明 5284481
捐赠科研通 1824851
什么是DOI,文献DOI怎么找? 910052
版权声明 559943
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486296