超级电容器用生物质基多孔炭的研究进展

在最近的几十年中,超级电容器(SC)已在电化学能量存储设备中获得了更为重要的地位.SC为使用寿命长的能量存储设备提供了可观的功率密度和令人满意的能量密度,适用于多种应用.因此,这些装置的进一步发展依赖于提供合适,低成本,环境友好和丰富的材料作为SC的电极活性材料.在用于SC的电极材料中,活性炭表现出优异的性能.它们具有...     

高性能超级电容器用高载量N掺杂层状多孔炭电极

在保持快速充/放电特性的同时,提高超级电容器的能量密度将极大地扩展其应用领域.本文以野生箩藦壳为碳源、ZnCl2为活化剂、NH4Cl)为氮源,通过一步法制备了氮掺杂层状多孔炭(NPCM)作为高性能超级电容器电极材料.该NPCM材料具有高的电导率、较高的离子可接触比表面积和快速的离子传输通道,显示出高质量比容量(457 ...     

模板法制备超级电容器用多孔炭的研究进展

多孔炭材料具有优良的电导率、高的比表面积以及优异的电化学稳定性,被广泛用于能量存储和转换领域.模板法被认为是制备具有良好孔结构和孔径分布炭材料最成熟的方法之一.本文归纳总结了模板法,包括硬模板(镁基、硅基、锌基、钙基)、软模板(常规软模板、离子液体、低共熔溶剂)、自模板(生物质、金属有机框架)制备超级电容器用分级多孔炭...     

分等级孔道含氮多孔炭作超级电容器电极材料的研究

以间苯二酚和甲醛为前驱体,分别采用赖氨酸或氨水共聚体系制备了两种具有分等级孔道结构的块体含氮多孔炭.采用氮气吸附/脱附,透射电子显微镜,扫描电子显微镜及元素分析技术分别对其物理和化学性质进行了表征.在三电极体系和两电极体系下,研究了其作为超级电容器电极材料的电化学行为.结果表明:这两种氮掺杂块体多孔炭具有相似的孔道结构,但电容行为明显不同.其中赖氨酸体系制备的多孔炭氮含量比较高,表现出良好的电化学行为,其质量比电容可达199F·g-1,经过1000充放电循环比电容仅有1.6%的损失.     

超级电容器用活性炭电极材料的研究进展

活性炭因具有制备简单、成本低、比表面积大、导电性好以及化学稳定性高等特点,作为超级电容器电极材料已得到广泛应用.论述了活性炭电极超级电容器的工作原理及活性炭物化性质对超级电容器电化学性能的影响,介绍了活性炭电极材料的最新研究进展,展望了其应用前景,指出寻找新炭源及活化技术、探索活性炭孔结构和表面性质的有效控制手段、开发活性炭复合材料等是该领域今后研究的重点方向.     

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器是一种具有优异电化学性能的新型储能装置,文章介绍了超级电容器的储能机理和优点,论述了碳基材料、金属氧化物材料及导电聚合物材料的研究进展和作为超级电容器电极材料的要求,对未来的电极材料的研究方向作出了展望。     

超级电容器用新型微晶炭电极材料的研究进展

作为一种新型超级电容器电极材料，新型微晶炭含有大量类石墨微晶结构，在高比能量电容器上有着良好的应用前景。介绍了新型微晶炭作为超级电容器电极材料时的“电活化”现象以及影响微晶炭电化学电容性能的因素，指出选择理想微晶炭原料，探索最佳工艺参数，寻找合适活化电位是今后研究的重要方向。     

含氮多孔炭的制备及其在二氧化碳吸附中的应用

以甲醛(F)和间苯二酚(R)为炭源,赖氨酸为催化剂,采用快速溶胶凝胶法所制含氮多孔炭(RFL)对CO2具有较高的吸附能力;为增加RFL的氮含量,引入适量的三聚氰胺(M),制得的多孔炭(RFLM)含N量增加,比表面积和孔体积也有所增加;在合成体系中进一步引入谷氨酸(G),可使聚合反应速率得到控制,且多孔炭(RFLMG)的织构性质也得到进一步优化。RFLM和RFLMG对CO2的吸附能力较RFL弱,说明多孔炭的含N量与其对CO2的吸附能力没有明确的线性关系,而含氮官能团的存在形式会影响多孔炭对CO2的吸附能力。     

活性泡沫炭用于超级电容器电极材料

以酚醛树脂、煤沥青泡沫炭为原料,经水蒸气活化制得比表面积分别为961和953m2/g的活性泡沫炭。采用扫描电镜、BET吸附仪、恒流充放电法和循环伏安法对两种活性泡沫炭的结构进行了表征并研究其充放电性能。结果表明,酚醛树脂泡沫炭在1.0nm以下的孔较煤沥青泡沫炭丰富。在1.0mA充放电时,两者的充放电容量分别为106.28和105.1F/g,相差不大,当充放电电流增大到50mA时,前者容量为41.94F/g,后者为17.23F/g。可见,微孔的孔径分布对充放电性能具有很大影响,增大微孔的孔径有利于提高活性炭电极的充放电容量和功率。循环伏安法测试表明在100mV/min扫描速率下酚醛树脂泡沫炭粉的电化学窗口大于煤沥青泡沫炭粉。     

超级电容器电极用N-掺杂多孔碳材料的研究进展

多孔碳材料作为双电层电容器的主要电极材料,已成功应用于商业化超级电容器。但作为电极材料,纯碳材料表面疏水、内阻较大、电容较低等缺点使其进一步发展受到制约。近年来,随着超级电容器的迅速发展,氮掺杂多孔碳材料作为其电极材料引起研究人员的广泛关注,并采用不同的制备方法成功合成了一系列结构不同、性能优异的氮掺杂碳材料。基于超级电容器氮掺杂多孔碳电极材料的最新研究进展,首先介绍了氮在碳材料中的基本存在形式及对碳电极材料性能的影响,然后重点评述了氮掺杂碳电极材料的制备,最后总结了超级电容器氮掺杂碳材料的发展趋势。     

超级电容器电极材料研究进展

介绍了碳材料、过渡金属氧化物材料、导电聚合物及复合材料的研究现状以及各类材料的储能机理和作为超级电容器材料的基本要求,提出了未来超级电容器材料的研究方向。     

聚合物共混炭化法制备多孔炭材料的研究进展

聚合物共混炭化法有望成为一种能够对炭材料孔径进行精细控制的方法。该方法利用两种热稳定性不同、可形成相分离结构的聚合物共混炭化，热稳定性高的聚合物经过高温炭化成为炭基体，热稳定性差的聚合物则在热处理过程中分解气化，并在炭化产物中留下孔隙结构。综述了聚合物共混炭化法制备多孔炭材料的原理、方法、研究现状及最新进展，并指出共混聚合物分相相畴的控制和炭化过程中孔结构的控制是该法所存在的主要问题。     

聚丙烯腈基碳纳米纤维在超级电容器电极材料中的应用研究进展

超级电容器是一种介于电池和传统物理电容器之间的新型环保储能器件,近年来得到了研究者的广泛关注。电极材料是超级电容器的核心部分,因此具有更高的研究价值。聚丙烯腈基碳纳米纤维因具有良好的静电纺丝性、较高的碳化产率、优异的纳米结构、超高的比表面积以及优良的导电性和稳定性,已经成为超级电容器电极材料的研究热点。本文主要介绍了聚丙烯腈基交联结构和多孔结构碳纳米纤维电极材料,元素掺杂电极材料以及与碳材料、导电聚合物、金属氧化物复合的电极材料,并对聚丙烯腈基碳纳米纤维电极材料未来的研究方向进行了展望。     

Research Progress in MnO2–Carbon Based Supercapacitor Electrode Materials

With the serious impact of fossil fuels on the environment and the rapid development of the global economy, the development of clean and usable energy storage devices has become one of the most important themes of sustainable development in the world today. Supercapacitors are a new type of green energy storage device, with high power density, long cycle life, wide temperature range, and both economic and environmental advantages. In many industries, they have enormous application prospects. Electrode materials are an important factor affecting the performance of supercapacitors. MnO₂‐based materials are widely investigated for supercapacitors because of their high theoretical capacitance, good chemical stability, low cost, and environmental friendliness. To achieve high specific capacitance and high rate capability, the current best solution is to use MnO₂ and carbon composite materials. Herein, MnO₂–carbon composite as supercapacitor electrode materials is reviewed including the synthesis method and research status in recent years. Finally, the challenges and future development directions of an MnO₂–carbon based supercapacitor are summarized.     

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器作为一种新型、高效的储能元件,受到研究人员的广泛关注.主要综述了应用于超级电容器的活性碳、金属氧化物、导电聚合物复合材料等电极材料的研究进展以及现状,并探讨了电极材料的发展方向和研究重点.     

无机模板法制备多孔炭的研究进展

对无机模板法制备多孔炭材料的研究进展进行了综述,详细介绍了近年来沸石分子筛、介孔分子筛、无序中孔硅和天然粘土等无机材料作模板制备多孔炭的研究概况,并对其优缺点和应用前景进行了评述.无机模板法制备的多孔炭孔道均一、孔道结构排列有序,具有极高的应用价值.