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
Zhao Wu,Qian Chen,Changdian Li,Lili Zhu,Yanan Huang,Xiaoguang Zhu,Xuebin Zhu,Yan Sun
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier]
卷期号:155: 167-174 被引量:3
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
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
柯一一应助飞机大炮采纳,获得10
1秒前
2秒前
大气的笑蓝完成签到,获得积分10
4秒前
彭于晏应助暴躁的翼采纳,获得10
7秒前
8秒前
hui完成签到,获得积分10
9秒前
JamesPei应助猫头鹰采纳,获得100
9秒前
10秒前
冉景平完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
weirong完成签到,获得积分10
14秒前
w420860432发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
SciGPT应助洁净的天思采纳,获得10
16秒前
16秒前
17秒前
Mike001发布了新的文献求助10
18秒前
烟花应助有志不在年糕采纳,获得10
18秒前
Mike001发布了新的文献求助10
20秒前
Mike001发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
Mike001发布了新的文献求助10
22秒前
w420860432完成签到,获得积分10
23秒前
Mike001发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
江流有声发布了新的文献求助10
28秒前
猫头鹰发布了新的文献求助100
30秒前
32秒前
微笑觅云完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
38秒前
可爱的函函应助Micale采纳,获得10
40秒前
Eco发布了新的文献求助10
43秒前
秋雪瑶应助科研通管家采纳,获得10
45秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
45秒前
morena应助科研通管家采纳,获得10
45秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得30
45秒前
46秒前
Smiles完成签到,获得积分10
46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
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 440
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 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 2390106
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2096219
关于积分的说明 5280328
捐赠科研通 1823469
什么是DOI,文献DOI怎么找? 909518
版权声明 559624
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486017