以石墨碳氮化物作为无金属电极用于高性能超级电容器的水热工程：将结构演变与电解质依赖的充电存储机制联系起来 可供购买

《Sustainable Energy and Fuels》：Hydrothermal engineering of graphitic carbon nitride as a metal-free electrode for high-performance supercapacitors: correlating structural evolution with electrolyte-dependent charge storage mechanismsAvailable to Purchase

　　

石墨碳氮化物（g-C₃N₄）作为一种无金属的电极材料，在超级电容器应用中显示出巨大潜力；然而，其实际应用受到电导率低和离子传导性差的限制。在这项工作中，采用了一种系统的热水处理策略来优化g-C₃N₄的电化学性能。原始的g-C₃N₄通过热聚合反应合成，并在180°C下进行不同时间（6小时、12小时、18小时和24小时）的热水处理，分别得到HTCN6、HTCN12、HTCN18和HTCN24三种改性样品。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见光谱（UV-vis）和X射线光电子光谱（XPS）对样品的结构、形态和化学性质进行了分析，证实了g-C₃N₄的成功形成以及热处理引起的表面官能团的形成。在三电极系统的电化学评估中，HTCN12在电流密度为1 A g^?1时表现出最高的比电容（C_s），达到251.5 F g^?1，这归因于其优化的结构改性和增强的电活性表面积以及改善的离子传输路径。此外，电解质优化研究表明，1 M KOH相较于更高浓度（3 M和6 M）提供了更好的电化学性能，因为1 M KOH提高了离子迁移率并降低了扩散阻力。基于HTCN12的对称超级电容器（SSD）在电流密度为0.5 A g^?1时具有104.2 F g^{?1_s），能量密度（ED）为46.9 Wh kg?1?1。该电池还表现出良好的循环稳定性，在5000次循环后仍保留了86.6%的初始电容。非对称超级电容器（HTCN12//活性炭）在相同条件下的比电容为72.6 F g?1—1₃N₄的电化学性能，使得HTCN12成为可持续和高性能超级电容器应用的有力候选材料。}

? 2026 作者们。由英国皇家化学学会出版

2026

作者们

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