煤与生物质共乙醇解衍生N/O自掺杂分级多孔碳的高性能超级电容器研究

《Fuel》：Unlocking a new application of coal and biomass co-ethanolysis: high-performance supercapacitor based on N/O self-doped hierarchical porous carbons

本文报道了一种通过煤与生物质共乙醇解制备N/O自掺杂分级多孔碳（HPCs）的新策略。所得材料具有超高比表面积（3016 m2 g?1）和分级孔隙结构，作为超级电容器（SC）电极展现出优异性能：比电容达390F g?1，能量密度（ED）为14.37 Wh kg?1，且循环稳定性突出。该研究为低成本制备高性能储能材料提供了新途径。

　　

(Highlight)

实验部分

HPC的制备过程如图1所示，详细的HPCs制备和SPs分析见补充材料。

碳材料表征

如图2和图S1所示，所有HPCs均呈现多孔结构。特别是HPC_1/2中微孔和介孔相互连接的分层多孔结构（图2a，图2b），有利于电解质离子的快速迁移和吸附，提供丰富的电活性位点形成双电层。同时，介孔壁上大量微孔形成的交叉联孔结构有利于超级电容器（SC）的能量存储。此外，

结论

HPC_1/2展现出超高比表面积（3016 m² g^?1）、发达的分级孔隙结构以及平衡的氮氧原位掺杂。值得注意的是，HPC_1/2电极在0.5 A g^?1电流密度下表现出卓越的比电容（390F g^?1），在125 W kg^?1功率密度下具有14.37 Wh kg^?1的优异能量密度（ED），并具有出色的电容保持率。通过GC/MS分析，在SP_1/2中检测到丰富的含氧和含氮化合物，这些是制备超级电容器用HPCs的理想前驱体。