Hierarchical porous carbon biochar nanotubes encapsulated metal nanocrystals with a strong metal-carbon interaction for high-performance supercapacitors

生物炭 碳纳米管 金属 超级电容器 材料科学 碳纤维 化学工程 多孔性 纳米晶 纳米技术 电化学 热解 复合数 化学 复合材料 冶金 电极 工程类 物理化学
作者
Hassan Idris Abdu,Sarmad Adnan,Taslim Aboudou,Yaodong Guo,Nian Li,Xiaowei Lu,Ziyu Liu,Kamel Eid,Jehad K. El‐Demellawi,Kamel Eid
出处
期刊:Ultrasonics Sonochemistry [Elsevier BV]
卷期号:121: 107476-107476 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.ultsonch.2025.107476
摘要

Biomass-based engineered hierarchical porous carbons derived from biomass waste are deemed cost-effective and sustainable materials for supercapacitors, thanks to their tunable properties, e.g., high conductivity, and stability; however, their multiple preparation steps and low capacitance are deemed significant challenges. These issues were addressed herein through the rational design of hierarchical porous carbon nanotubes (p-CNTs) enriched with metal nanocrystals (M/p-CNTs) (M=Cu, Co, W, Bi, and Mo) via the ultrasonic impregnation of coconut silks in metal precursor solutions and pyrolysis under nitrogen. This approach promotes a green, one-pot method that eliminates the need for activation steps or hazardous chemicals, and endows the formation of nanotubes through a strong-metal carbon interaction, resulting in metal electron-deficiency, with a BET surface area of 288.6 m2/g, along with interconnected tri-modal porosity, which accelerates charge mobility and facilitates ion transport. These advantages significantly improved the performance of supercapacitors, which was fine-tuned by the intermolecular electron transfer between metals and p-CNTs, which reached the optimum specific capacitance of 558.1F/g at 0.5 A/g, energy density of 27.9 Wh/kg, and power density of 150/3000 W/kg at 1/10 A/g on Cu/p-CNTs, which was amongst highest reported for active supercapacitors. These findings pave the way for the simple and sustainable synthesis of active materials from biomass for energy storage devices.
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
今天不熬夜完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
patrickzhao完成签到,获得积分10
1秒前
小蘑菇的应助被cp1690采纳,获得10
1秒前
yang发布了新的文献求助10
1秒前
开心恶天完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6.4的应助被酪酪Alona采纳,获得10
4秒前
Samsara完成签到 ,获得积分10
4秒前
ouLniM发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
26宇完成签到 ,获得积分10
5秒前
Owen的应助被歪歪叉努力科研采纳,获得10
6秒前
yuan完成签到,获得积分10
7秒前
quanxia完成签到,获得积分20
8秒前
888boo发布了新的文献求助10
10秒前
lvsehx发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
12秒前
无极微光的应助被ouLniM采纳,获得20
14秒前
汉堡包的应助被lyyyyyyyyyy采纳,获得10
14秒前
晚生不才发布了新的文献求助10
15秒前
淡淡的洋葱完成签到,获得积分10
17秒前
孙皓阳发布了新的文献求助10
17秒前
花痴的向雁完成签到 ,获得积分10
18秒前
pluto的应助被null采纳,获得10
19秒前
ouLniM完成签到,获得积分10
21秒前
孙皓阳完成签到,获得积分10
22秒前
SciGPT的应助被小韩采纳,获得10
24秒前
幽默完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
ChiahaoKuo完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
落后的小伙完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
学术laji完成签到 ,获得积分10
27秒前
兴奋的听云完成签到,获得积分10
28秒前
wei完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
上官若男的应助被wch采纳,获得30
31秒前
邓等等发布了新的文献求助10
31秒前
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
Research Methodology: Best Practices for Rigorous, Credible, and Impactful Research 1000
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7783089
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9322530
关于积分的说明 20390197
捐赠科研通 7371773
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3320556
关于科研通互助平台的介绍 2468607
邀请新用户注册赠送积分活动 2336780