成果简介
探索具有优异电化学性能的可再生绿色碳材料对促进超级电容器的实际应用至关重要，但具有挑战性。本文，西安理工大学任鹏刚教授团队在《Diamond and Related Materials》期刊发表名为“MnO decorated biomass derived carbon based on hyperaccumulative characteristics as advanced electrode materials for high-performance supercapacitors”的论文，研究利用在富含锰离子的溶液中培养的槐叶萍为原料，通过超积累和随后的碳化策略，简单地制备了一种新型的MnO修饰多孔碳材料（SAC-MnO）。
所制备的SAC-MnO复合材料显示出分级微介孔结构，具有超高比表面积（2396m2g−1），有利于离子传输和储能。此外，锚定在碳基质上的锰氧化物可以诱导赝电容的产生。多孔碳和锰氧化物的双层电容和赝电容的协同作用使所得电极材料实现了优异的电化学性能。因此，在三电极系统中，SAC-MnO电极在1Ag−1的电流密度下实现了436.8 F g−1优异的比电容。同时，SAC-MnO组装的对称超级电容器在694.4W kg−1的功率密度下显示出9.573Wh kg−1，并在1000次循环后保持94.7%以上的容量保持率。这项研究提供了一种简单、可持续和环保的方法来合成过渡金属氧化物修饰的多孔碳，用于高效储能装置。
图文导读
图1.SAC-MnO的制备过程示意图。
图2.（a-d）SAC和SAC-MnO-0.020的SEM图像。（e-f）SAC和SAC-MnO-0.020的元素映射图像。
图3.SAC-MnO-0.020的TEM（a）和HRTEM图像（b）。
图4、XRD图谱和XPS光谱
图5、采用三电极系统在6 M KOH电解液中考察了SAC和SAC-MnO-x的比电容性能。
图6、对称SAC-MnO//SAC-MnO超级电容器的电化学性能
小结
本研究为合成过渡金属氧化物修饰的多孔碳材料作为超级电容器的先进电极材料提供了一种简便、可控、环保的方法。
文献：
https://doi.org/10.1016/j.diamond.2023.109888