Hydrogel-derived nitrogen-doped porous carbon framework with vanadium nitride decoration for supercapacitors with superior cycling performance

材料科学 超级电容器 氮化钒 电解质 多孔性 氮化物 碳纤维 石墨氮化碳 电化学 化学工程 纳米技术 复合材料 电容 冶金 电极 复合数 催化作用 有机化学 化学 光催化 物理化学 图层(电子) 工程类
作者
Ziqiang Wu,Qian Chen,Changdian Li,Li Zhu,Yanan Huang,Xiaoguang Zhu,Xuebin Zhu,Yuping Sun
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:155: 167-174 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2023.01.031
摘要

Transition metal nitrides (TMNs) and their composites with carbon materials hold tremendous potential for supercapacitor (SC) electrodes because of their excellent electronic conductivity and electrochemical activity. However, realizing cycling stable TMN/carbon-based supercapacitors with economically viable and environmentally-friendly approaches remains a significant challenge. Significantly, polyacrylamide (PAM) hydrogel, as a water-soluble linear polymer electrolyte, is expected to be a remarkable candidate precursor for preparing N-doped porous carbon (NPC) due to the high contents of carbon and nitrogen elements. In this study, vanadium nitride (VN) embedded in PAM hydrogel-derived NPC was fabricated successfully via an ammonia-free process. The VN/NPC delivers a high specific capacitance of 198.3 F g−1 at a current density of 1 A g−1, with a remarkable cycling stability of 107% after 16,000 cycles. The electrochemical performances of VN/NPC compared to bare VN nanoparticles are strongly improved due to the composite structure. Additionally, the VN/NPC-based solid-state symmetric device delivers an excellent energy density of 21.97 µWh cm−2 at a power density of 0.5 mW cm−2, and an outstanding cycling durability of 90.9% after 18,000 cycles. This work paves the way to design metal nitride/porous carbon materials, which also opens up unique horizons for the recovery of hydrogel electrolyte.
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
3秒前
joinn发布了新的文献求助10
8秒前
neu_zxy1991完成签到,获得积分10
9秒前
窗窗窗雨完成签到,获得积分10
15秒前
优雅的凌波完成签到 ,获得积分10
18秒前
22秒前
乐神完成签到 ,获得积分10
22秒前
喵了个咪完成签到 ,获得积分10
22秒前
123应助淡定玲采纳,获得10
25秒前
pei完成签到 ,获得积分10
25秒前
禾绘完成签到,获得积分10
26秒前
晨其完成签到,获得积分10
28秒前
joinn发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
椰椰完成签到 ,获得积分10
30秒前
朱大帅完成签到 ,获得积分10
30秒前
晨其发布了新的文献求助10
36秒前
39秒前
joinn发布了新的文献求助10
45秒前
危机的涫完成签到,获得积分10
45秒前
波波完成签到 ,获得积分10
45秒前
胜似闲庭信步完成签到,获得积分10
47秒前
白昼の月完成签到 ,获得积分0
51秒前
racill完成签到 ,获得积分10
54秒前
1分钟前
1分钟前
joinn发布了新的文献求助10
1分钟前
领导范儿应助dde采纳,获得10
1分钟前
蔡勇强完成签到 ,获得积分10
1分钟前
aa发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
李小明完成签到,获得积分10
1分钟前
zuoshoubo完成签到,获得积分10
1分钟前
joinn发布了新的文献求助10
1分钟前
aa完成签到,获得积分10
1分钟前
默默完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
诚心的海白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Diego完成签到,获得积分10
1分钟前
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
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 500
Transdermal drug delivery systems market size report 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
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 7640608
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9213643
关于积分的说明 19763675
捐赠科研通 7206449
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276117
关于科研通互助平台的介绍 2437790
邀请新用户注册赠送积分活动 2273562