图文简介
锌离子混合电容器在需要高能量密度和高功率能力的未来储能方面具有巨大潜力。然而，多孔碳正极的电荷存储机制在含Zn 2+离子的水溶液中并不明确，尽管多孔碳主要通过双电层电容存储电荷。在此，我们开发了一种超分子介导的直接热解碳化策略，将可持续的木质素磺酸钠资源转化为具有大中孔的三维高度杂原子掺杂的多孔碳。通过这种策略，我们获得了具有高杂原子掺杂（14.9 at.% 氮和 4.7 at.% 氧）和相对较高的比表面积。此外，即使在高热解温度（> 900 o C）下，氮掺杂配置主要是边缘氮掺杂剂。木质素衍生的氮掺杂多孔碳表现出 266 F g -1的高重量比电容和高倍率性能，这是由增加的表面赝电容赋予的。第一性原理计算和分子动力学模拟表明，边缘氮和氧掺杂剂有助于锌离子和质子的可逆吸附/解吸。小于 6.8 Å 的孔径会对水合锌离子造成显着的扩散能垒，从而降低电容和倍率性能。
LNPC样品的电子显微镜研究
示意图说明了具有高边缘氮掺杂和大中孔的 LNPC 的形成机制。
LNPC作为ZIHCs阴极的电化学性能。
论文信息
论文题目：Supermolecule-mediated defect engineering of porous carbons for zinc-ion hybrid capacitors
通讯作者：Wenli Zhang，Xueqing Qiu，Husam N. Alshareef ．
通讯单位：广东工业大学
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