成果簡介
隨著社會經濟的快速發展，對高效能儲能裝置的需求越來越大，其中超級電容器以其高功率密度和長迴圈壽命而引人注目。本文，武漢理工大學楊全嶺教授與石竹群副教授等研究人員在《Diam Relat Mater》期刊發表名為“Manganese oxide/nitrogen-doped carbon aerogels from cellulose nanofibrils for high-performance supercapacitor electrodes”的論文，研究提出碳化纖維素奈米纖維用於形成多孔碳氣凝膠。並在碳氣凝膠中摻入尿素氮，以增強碳材料表面的化學吸附能力和潤溼性。然後，透過簡單的水熱反應制備了氧化錳/氮摻雜的碳氣凝膠。
碳氣凝膠與尿素（40ncmn）質量比為1:40的複合材料在1Ag-1下表現出275.5Fg-1的最大比電容和65.4%的可接受倍率效能。在10Ag-1下1000次迴圈後，保持初始電容的80.2%。使用40-NCMn為正極和活性炭 (AC) 為負極，組裝了不對稱超級電容器。它在0.5Ag-1時提供23.3Wh kg-1的最大能量密度和600W kg-1的功率密度。在5Ag-1下迴圈3000次後，可以保留 99.2%的初始電容，這意味著氧化錳/氮摻雜的碳氣凝膠是一種很有前途的超級電容器電極材料。
圖文導讀
圖1。氧化錳/氮摻雜CTOCN氣凝膠的合成示意圖。
圖2。CMn、30-NCMn、40-NCMn 和 50-NCMn 的 XRD 譜。
圖3。CMn、30-NCMn、40-NCMn 和 50-NCMn 的拉曼光譜。
圖4。40-NCMn 的高解析度XPS光譜
圖5。(a) CTOCN、(b) 40-NC、(c) CMn、(d) 30-NCMn、(e) 40-NCMn 和 (f) 50-NCMn 的 SEM 影象。
圖6 . (a) 40-NCMn//AC ASc 的示意圖；
(b) 40-NCMn//AC ASc 在可變掃描速率下的CV曲線；
(c) 40-NCMn//AC ASc 在不同電流密度下的 GCD 曲線；
(d) 40-NCMn//AC ASc 的 EIS 影象；
(e) 40-NCMn//AC ASc 在5Ag-1下3000次迴圈的迴圈穩定性；
(f) 與能量密度和功率密度相關的 Ragone 圖。
文獻：
https://doi.org/10.1016/j.diamond.2021.108813
