編號(hào)：NMJS09143
篇名：分子模板誘導(dǎo)堿木質(zhì)素基多孔比容炭的制備及其超級(jí)電容器儲(chǔ)能性能
作者：朱天堃 徐陽(yáng) 邵楓 胡南滔
關(guān)鍵詞： 超級(jí)電容器 木質(zhì)素基多孔炭 納米材料 堿木質(zhì)素 蔗糖
機(jī)構(gòu)： 上海交通大學(xué)、電子信息與電氣工程學(xué)院、微納電子系薄膜與微細(xì)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 作為造紙產(chǎn)業(yè)的工業(yè)廢料,堿木質(zhì)素的高效利用十分有限。以堿木質(zhì)素為主要原料、以蔗糖分子作為軟模板,經(jīng)預(yù)炭化與高溫炭化兩步,實(shí)現(xiàn)了木質(zhì)素基多孔比容炭的簡(jiǎn)單、綠色及高效制備。表征與測(cè)試結(jié)果表明,其比表面積高達(dá)390 m2/g,平均孔徑為2.7 nm,主要以孔徑小于1 nm的微孔形式集中分布。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示,其在0.5 A/g的電流密度下,比電容可達(dá)243.5 F/g。這一提升歸因于蔗糖軟模板帶來(lái)的豐富微孔結(jié)構(gòu)。在10 A/g的大電流密度下,其比電容為199.9 F/g,比電容保持率約為82%,證明其具有良好的倍率性能。進(jìn)一步將其組裝為扣式超級(jí)電容器,展現(xiàn)出30.7 W·h·kg-1的高能量密度(功率密度450 W/kg),在4500 W/kg的高功率密度下,電容器仍具有23.6 W·h·kg-1的能量密度。在1 A/g的電流密度下,經(jīng)過(guò)3000次循環(huán)測(cè)試,電容器的比電容保持率仍高達(dá)約98%,表現(xiàn)出出色的循環(huán)穩(wěn)定性。本研究為堿木質(zhì)素在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新方法。
