Synthesis of linear amylose-based porous carbon via low-dosage KOH activation for high-performance supercapacitors

超级电容器 重量分析 多孔性 碳纤维 化学工程 电化学 支链淀粉 材料科学 无定形固体 纳米技术 储能 无定形碳 合理设计 电化学储能 工作(物理) 表征(材料科学) 多孔介质 电容 电极 淀粉
作者
Xiaodong He,Rui Ma,Puya Feng,Hairu Wang,Lili Ai,Mengjiao Xu,Dianzeng Jia,Luxiang Wang,Nannan Guo
出处
期刊:International Journal of Biological Macromolecules [Elsevier BV]
卷期号:328 (Pt 2): 147685-147685 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2025.147685
摘要

The pursuit of high-energy-density carbon-derived supercapacitors continues to confront substantial material challenges, particularly regarding the rational design of electrode architectures. Herein, we systematically investigate biomass-derived porous carbons synthesized through a sustainable low-dosage KOH activation strategy, employing three distinct starch precursors: native corn starch, linear amylose, and amylopectin. Comprehensive characterization reveals critical structure-property relationships, where the amylose-derived carbon exhibits a highly disordered amorphous architecture with optimized hierarchical porosity, contrasting with the relatively ordered domains observed in corn starch and amylopectin derivatives. This structural superiority translates to exceptional electrochemical performance, demonstrating a remarkable gravimetric capacitance of 328 F g −1 at 1 A g −1 with outstanding rate capability (74 % retention at 50 A g −1 ) in 6 M KOH electrolyte. When configured as a symmetric supercapacitor, the material achieves an energy density of 8.1 Wh kg −1 at 250 W kg −1 while maintaining 98 % capacitance retention over 20,000 cycles - metrics that surpass most reported starch-derived carbons. This work establishes fundamental guidelines for tailoring biopolymer-derived carbons through precursor selection and activation control, offering new perspectives for sustainable energy storage solutions. • Developed a sustainable low-dosage KOH activation strategy for starch-derived porous carbons. • Revealed amylose-derived carbon's disordered amorphous structure with hierarchical porosity. • Achieved 328 F g −1 capacitance at 1 A g −1 and 74 % retention at 50 A g −1 in aqueous systems. • Demonstrated 8.1 Wh kg −1 energy density with 98 % capacitance retention over 20,000 cycles.
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
AAAKKK完成签到 ,获得积分10
1秒前
呆萌的孤云完成签到,获得积分10
1秒前
长脑子的怼怼完成签到 ,获得积分10
1秒前
张振宇完成签到 ,获得积分10
2秒前
alixy完成签到,获得积分10
5秒前
风中可仁完成签到 ,获得积分10
6秒前
流星雨完成签到 ,获得积分10
7秒前
10秒前
Mornye完成签到 ,获得积分10
10秒前
WSR完成签到,获得积分10
11秒前
yang完成签到 ,获得积分0
11秒前
mor完成签到 ,获得积分10
14秒前
浮生若梦完成签到,获得积分10
15秒前
夏至完成签到 ,获得积分10
15秒前
Zhao完成签到 ,获得积分10
16秒前
南攻完成签到,获得积分10
21秒前
MUAN完成签到 ,获得积分10
23秒前
乐乐应助QDU采纳,获得10
26秒前
27秒前
林易完成签到 ,获得积分10
29秒前
song完成签到 ,获得积分10
29秒前
张小桐完成签到 ,获得积分10
31秒前
32秒前
jac1完成签到,获得积分10
36秒前
Zengyuan完成签到,获得积分10
38秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
aajhajkahna应助科研通管家采纳,获得20
40秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
霜风款冬完成签到,获得积分10
43秒前
伶俐书蝶完成签到 ,获得积分10
43秒前
可可爱爱毛毛完成签到,获得积分10
44秒前
prl666完成签到,获得积分10
46秒前
molihuakai应助xiaoT采纳,获得30
48秒前
繁荣的安白完成签到 ,获得积分10
49秒前
陈M雯完成签到 ,获得积分10
49秒前
Ellalala完成签到 ,获得积分10
50秒前
11_aa完成签到 ,获得积分10
50秒前
51秒前
姚波完成签到,获得积分20
55秒前
Joanne完成签到 ,获得积分10
57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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Great Hymn to Šamaš 500
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
Interpolation and Regression Models for the Chemical Engineer: Solving Numerical Problems 400
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 7694260
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9254713
关于积分的说明 19991348
捐赠科研通 7268113
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3292059
关于科研通互助平台的介绍 2447990
邀请新用户注册赠送积分活动 2297459