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Efficient Preparation of Spongy-Like Porous-Activated Carbon from Waste Millfeed Towards High Performance Supercapacitors
Nano ( IF 1.2 ) Pub Date : 2020-06-18 , DOI: 10.1142/s1793292020501064
Rong-Rong Han 1 , Hao-Yan Zhu 1 , Min-Peng Li 1 , Wen-Tong Yang 1 , Chun Lu 1 , Yu-Shan Zhang 1 , Bin-Mei Zhang 1 , Xiao-Rong Liang 1 , Mao-Cheng Liu 1, 2
Affiliation  

Biomass-based activated porous carbon (PC) with large porosity and high surface area has been considered as potential electrode material for supercapacitors. The spongy-like porous-activated carbon (SPAC) was prepared from millfeed by one-step carbonization/activation with KOH treatment. It shows three-dimensional (3D) spongy-like structure and high specific surface area (1535[Formula: see text]m2[Formula: see text]g[Formula: see text]). The SPAC electrode exhibits a high specific capacitance (237.9[Formula: see text]F[Formula: see text]g[Formula: see text] at a current density of 0.5[Formula: see text]A[Formula: see text]g[Formula: see text]) and a superior cycle stability (the capacitance retention of 95% after 10[Formula: see text]000 cycles at 2[Formula: see text]A[Formula: see text]g[Formula: see text]) in 2[Formula: see text]M KOH electrolyte, while the SPAC reveals a high specific capacitance of 157[Formula: see text]F[Formula: see text]g[Formula: see text] at 0.5[Formula: see text]A[Formula: see text]g[Formula: see text], good electrochemical stability with 93% capacitance retention after 5000 cycles in ionic liquids. Furthermore, the specific capacitance of SPAC//SPAC supercapacitor reaches 82.1[Formula: see text]F[Formula: see text]g[Formula: see text] at a current density of 0.5[Formula: see text]A[Formula: see text]g[Formula: see text] and achieves a high capacitance retention of 75% when the charging current increases to 10[Formula: see text]A[Formula: see text]g[Formula: see text] in 2[Formula: see text]M KOH electrolyte. The SPAC//SPAC supercapacitor possesses a high specific capacitance of 29.6[Formula: see text]F[Formula: see text]g[Formula: see text] at 0.5[Formula: see text]A[Formula: see text]g[Formula: see text] and a preeminent energy density of 27.8[Formula: see text]Wh[Formula: see text]kg[Formula: see text] (at a power density of 640[Formula: see text]W[Formula: see text]kg[Formula: see text]) in ionic liquids. This paper provides a convenient approach to synthesize low-cost biomass-based carbon material for supercapacitor applications.

中文翻译:

从废磨料中高效制备海绵状多孔活性炭用于高性能超级电容器

具有大孔隙率和高表面积的生物质基活性多孔碳(PC)被认为是超级电容器的潜在电极材料。海绵状多孔活性炭 (SPAC) 由磨粉通过一步碳化/活化和 KOH 处理制备而成。它表现出三维(3D)海绵状结构和高比表面积(1535[公式:见正文]m2[公式:见正文]g[公式:见正文])。SPAC电极在电流密度为0.5[公式:见文本]A[公式:见文本]g时表现出高比电容(237.9[公式:见文本]F[公式:见文本]g[公式:见文本] [公式:见正文])和优异的循环稳定性(10[公式:见正文]000次循环后电容保持率达95% 2[公式:见正文]A[公式:见正文]g[公式:见正文]) 在 2[公式:见文本]M KOH 电解质中,而 SPAC 显示出 157 的高比电容[公式:见文本]F[公式:见文本]g[公式:见文本]为 0.5[公式:见text]A[Formula: see text]g[Formula: see text],良好的电化学稳定性,在离子液体中循环 5000 次后电容保持率达 93%。此外,SPAC//SPAC超级电容器的比电容达到82.1[公式:见正文]F[公式:见文]g[公式:见文]电流密度为0.5[公式:见文]A[公式:见文]g[公式:见文],当充电电流增加时,可实现75%的高电容保持率至 10[公式:见文]A[公式:见文]g[公式:见文] 2[公式:见文]M KOH 电解液。SPAC//SPAC超级电容器具有29.6的高比电容[公式:见正文]F[公式:见正文]g[公式:见正文]为0.5[公式:见正文]A[公式:见正文]g[公式:见文]和卓越的能量密度 27.8[公式:见文]Wh[公式:见文]kg[公式:见文](功率密度为 640[公式:见文]W[公式:见文文本]kg[公式:见文本])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。见文]在电流密度为0.5[公式:见文]A[公式:见文]g[公式:见文],当充电电流增加到10时,可实现75%的高电容保持率[公式:见文] ]A[公式:见正文]g[公式:见正文]2[公式:见正文]M KOH电解液。SPAC//SPAC超级电容器具有29.6的高比电容[公式:见正文]F[公式:见正文]g[公式:见正文]为0.5[公式:见正文]A[公式:见正文]g[公式:见文]和卓越的能量密度 27.8[公式:见文]Wh[公式:见文]kg[公式:见文](功率密度为 640[公式:见文]W[公式:见文文本]kg[公式:见文本])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。见文]在电流密度为0.5[公式:见文]A[公式:见文]g[公式:见文],当充电电流增加到10时,可实现75%的高电容保持率[公式:见文] ]A[公式:见正文]g[公式:见正文]2[公式:见正文]M KOH电解液。SPAC//SPAC超级电容器具有29.6的高比电容[公式:见正文]F[公式:见正文]g[公式:见正文]为0.5[公式:见正文]A[公式:见正文]g[公式:见文]和卓越的能量密度 27.8[公式:见文]Wh[公式:见文]kg[公式:见文](功率密度为 640[公式:见文]W[公式:见文文本]kg[公式:见文本])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。5[公式:见文]A[公式:见文]g[公式:见文],当充电电流增加到10[公式:见文]A[公式:见文]时,可实现75%的高电容保持率g[公式:见正文] 2[公式:见正文]M KOH 电解液。SPAC//SPAC超级电容器具有29.6的高比电容[公式:见正文]F[公式:见正文]g[公式:见正文]为0.5[公式:见正文]A[公式:见正文]g[公式:见文]和卓越的能量密度 27.8[公式:见文]Wh[公式:见文]kg[公式:见文](功率密度为 640[公式:见文]W[公式:见文文本]kg[公式:见文本])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。5[公式:见文]A[公式:见文]g[公式:见文],当充电电流增加到10[公式:见文]A[公式:见文]时,可实现75%的高电容保持率g[公式:见正文] 2[公式:见正文]M KOH 电解液。SPAC//SPAC超级电容器具有29.6的高比电容[公式:见正文]F[公式:见正文]g[公式:见正文]为0.5[公式:见正文]A[公式:见正文]g[公式:见文]和卓越的能量密度 27.8[公式:见文]Wh[公式:见文]kg[公式:见文](功率密度为 640[公式:见文]W[公式:见文文本]kg[公式:见文本])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。见文]并在充电电流增加到10[公式:见文]A[公式:见文]g[公式:见文]2[公式:见文]M KOH电解质时实现75%的高电容保持率. SPAC//SPAC超级电容器具有29.6的高比电容[公式:见正文]F[公式:见正文]g[公式:见正文]为0.5[公式:见正文]A[公式:见正文]g[公式:见文]和卓越的能量密度 27.8[公式:见文]Wh[公式:见文]kg[公式:见文](功率密度为 640[公式:见文]W[公式:见文文本]kg[公式:见文本])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。见文],当充电电流增加到10[公式:见文]A[公式:见文]g[公式:见文]2[公式:见文]M KOH电解液时,可实现75%的高电容保持率. SPAC//SPAC超级电容器具有29.6的高比电容[公式:见正文]F[公式:见正文]g[公式:见正文]为0.5[公式:见正文]A[公式:见正文]g[公式:见文]和卓越的能量密度 27.8[公式:见文]Wh[公式:见文]kg[公式:见文](功率密度为 640[公式:见文]W[公式:见文文本]kg[公式:见文本])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。见文]g[公式:见文]2[公式:见文]M KOH电解液。SPAC//SPAC超级电容器具有29.6的高比电容[公式:见文]F[公式:见文]g[公式:见文]在0.5[公式:见文]A[公式:见文]g[公式:见文]和卓越的能量密度 27.8[公式:见文]Wh[公式:见文]kg[公式:见文](功率密度为 640[公式:见文]W[公式:见文文本]kg[公式:见文本])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。见文]g[公式:见文]2[公式:见文]M KOH电解液。SPAC//SPAC超级电容器具有29.6的高比电容[公式:见正文]F[公式:见正文]g[公式:见正文]为0.5[公式:见正文]A[公式:见正文]g[公式:见文]和卓越的能量密度 27.8[公式:见文]Wh[公式:见文]kg[公式:见文](功率密度为 640[公式:见文]W[公式:见文文本]kg[公式:见文本])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。见正文]和27.8[公式:见正文]Wh[公式:见正文]kg[公式:见正文]的卓越能量密度(功率密度为640[公式:见正文]W[公式:见正文] kg[公式:见正文])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。见正文]和27.8[公式:见正文]Wh[公式:见正文]kg[公式:见正文]的卓越能量密度(功率密度为640[公式:见正文]W[公式:见正文] kg[公式:见正文])在离子液体中。本文提供了一种方便的方法来合成用于超级电容器应用的低成本生物质基碳材料。
更新日期:2020-06-18
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