Hemicellulose-Derived Carbonaceous Coated-Carbon Cloth as Self-Standing Electrode Materials for a Zinc Ion Capacitor

材料科学 阴极 储能 碳纤维 电极 超级电容器 电容器 介电谱 电容 法拉第效率 纳米技术 化学工程 水溶液 多孔性 制作 电池(电) X射线光电子能谱 电化学
作者
Jiayang Gu,Zhixin Jia,Beinuo Wang,Ziyang Chang,Xilian Xu,Heyang Liu,Junbin Liao,Shangru Zhai,Fei Zhang,Lingqi Huang
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:13 (50): 21825-21833 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.5c11029
摘要

Conventional binder-containing carbon-based electrode fabrication hinders their performance in aqueous zinc-ion hybrid capacitors (ZICs), creating a demand for alternative sustainable, all-carbon cathodes to overcome limitations in capacity and stability. Herein, we present a simple process for fabricating a free-standing cathode via one-step copyrolysis of hemicellulose, urea, and carbon cloth. During the process, the carbon cloth is simultaneously modified through carbonization, doping, and activation, resulting in porous carbonaceous layers that are welded onto and bridge individual carbon fibers. The strategy establishes an alternative “waste-to-wealth” pathway for sustainable chemistry that aligns biomass valorization with the design of advanced energy storage materials. The obtained CUH electrode exhibits an the specific surface area, introduces abundant defects, and improves electrical conductivity, and delivers a high areal capacitance of 3.8 F cm–2 (397 F g–1) in a three-electrode system. When assembled into an aqueous ZIC, it delivers a high areal capacity of 1.06 mAh cm–2 at 0.5 mA cm–2, alongside good cycling stability and Coulombic efficiency. Impedance spectroscopy tests and morphological analysis under various conditions provide insights into the underlying energy storage mechanisms. This study provides a practical and efficient route to developing binder-free, sustainable carbon cathodes for advanced zinc-ion 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
甜叶菊发布了新的文献求助10
1秒前
隐形曼青应助温柔的幻露采纳,获得10
1秒前
3秒前
3秒前
3秒前
6秒前
6秒前
6秒前
搜集达人应助学术小白two采纳,获得10
7秒前
蓝色牛马发布了新的文献求助10
7秒前
奋斗梦易完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
65935604完成签到,获得积分10
8秒前
燕子发布了新的文献求助50
8秒前
桃酥完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
卿卿完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
爱听歌的半凡完成签到,获得积分10
13秒前
甜叶菊发布了新的文献求助10
13秒前
Sssssss完成签到,获得积分10
14秒前
朝汐发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
lll发布了新的文献求助50
16秒前
17秒前
韩鲁光完成签到,获得积分10
17秒前
852应助65935604采纳,获得10
17秒前
Lucas应助zhangyb采纳,获得10
17秒前
11414发布了新的文献求助10
18秒前
BLUE完成签到,获得积分10
18秒前
苯醌发布了新的文献求助10
18秒前
开胃咖喱完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
PoorResearch发布了新的文献求助10
19秒前
xue发布了新的文献求助10
20秒前
汉堡包应助疯狂反光板采纳,获得10
21秒前
豆腐干地方完成签到,获得积分10
21秒前
21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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Periodic Report Summary 2 - AFTER (A Framework for electrical power sysTems vulnerability identification, dEfense and Restoration) 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 7319724
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8935376
关于积分的说明 18942109
捐赠科研通 6978283
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214413
关于科研通互助平台的介绍 2382282
邀请新用户注册赠送积分活动 2193457