Co-upcycling of polyurethane and biomass for synthesizing functionalized N-doped hierarchical porous carbon for high-performance aqueous zinc-ion hybrid capacitors

材料科学 阴极 超级电容器 化学工程 碳化 碳纤维 水溶液 功率密度 电容器 电流密度 电容 储能 多孔性 生物量(生态学) 阳极 杂原子 纳米技术 氮气 电极 能量密度 比能量 聚氨酯 电化学 水热碳化
作者
Guanyu Zhang,Tianqi Cao,ZengJian Guo,Xuesong Zhang,L. L. Han
出处
期刊: 卷期号:2 (1) 被引量:1
标识
DOI:10.48130/scm-0026-0010
摘要

Aqueous Zn-ion hybrid capacitors (ZIHCs) are promising next-generation energy storage devices that combine high energy density with high power density. However, current carbon cathodes with a suboptimal porous structure do not match the zinc anode, especially hindering the transportation and storage of (Zn[H2O]6)2+, resulting in low energy density and poor cycling durability. To address this challenge, nitrogen-doped hierarchical porous carbons (NHPCs) have emerged as a promising cathode material. Conventional synthesis of NHPCs relies on costly and environmentally harmful nitrogen sources (e.g., cyanides, amines), hindering sustainable production. Herein, functionalized carbonaceous materials were synthesized using biomass and nitrogen-rich plastic waste (polyurethane, PU) as precursors through carbonization followed by activation. The obtained N-3@AC-4 (with a biomass to PU ratio of 3:1 and activator to carbon precursor ratio of 4:1) achieved a remarkable specific capacitance of 430.6 F g−1, at a current density of 0.1 A g−1 in a typical three-electrode system. When configured into ZIHCs, N-3@AC-4 maintained a high specific capacitance of 356.9 F g−1, at the same current density, coupled with a superior energy density of 126.89 Wh kg−1, at a power density of 80 W kg−1. Furthermore, the device demonstrated long cycling stability, with ~85% capacitance retention after 5,000 cycles. Overall, this study presented a sustainable and effective strategy for synthesizing advanced carbonaceous cathode materials for high-performance aqueous ZIHCs.
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
刚刚
XCY发布了新的文献求助10
刚刚
科研通AI6.4应助wen采纳,获得10
刚刚
pingxing发布了新的文献求助10
2秒前
vc发布了新的文献求助10
3秒前
8R60d8应助倍他乐克采纳,获得10
3秒前
ne发布了新的文献求助10
3秒前
Ttttsyu发布了新的文献求助10
4秒前
史迪仔完成签到 ,获得积分10
4秒前
天天快乐应助zz采纳,获得10
5秒前
5秒前
Yyy发布了新的文献求助10
5秒前
店庆完成签到,获得积分10
6秒前
斐乐完成签到,获得积分10
6秒前
深情安青应助冥土追魂采纳,获得10
6秒前
6秒前
华仔应助震动的静芙采纳,获得10
7秒前
7秒前
kids完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
Criminology34应助粗心的菀采纳,获得10
8秒前
khh完成签到,获得积分10
8秒前
完美世界应助林一儿采纳,获得10
9秒前
10秒前
林琳发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
szh111发布了新的文献求助10
11秒前
痴情的冷之完成签到,获得积分10
12秒前
晚风发布了新的文献求助10
12秒前
归尘发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
candy发布了新的文献求助10
13秒前
khh发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
啊啊缘发布了新的文献求助10
14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
Römisch-Germanische Forschungen 1000
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 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 7611366
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9187090
关于积分的说明 19681630
捐赠科研通 7185251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3270551
关于科研通互助平台的介绍 2434153
邀请新用户注册赠送积分活动 2265324