来源：Carbontech
多孔碳材料由于其大表面积和多孔通道，可提供充足的电荷存储位点并促进离子传输，因此有望用于超级电容器的电极。
山西大学朱胜、韩高义教授团队报告了一种从无烟煤中合成多孔碳的一锅超快熔盐法，使用焦耳加热技术在 900°C 下持续 3 秒。用KCl/K2CO3盐快速加热（1150 K s –1 ）会产生均匀介质，剥离并活化无烟煤，产生比表面积高达1338 m2g–1的多孔碳。它在 KOH 电解质中表现出 284.6 F g–1的比电容，超过了传统的熔盐法。采用 TEBAF4 /AN 电解质组装的对称超级电容器在375 W kg–1下的比能量为 43.9 Wh kg–1，并且在10,000 次循环后保留了90.1%的容量。这项研究强调了这种绿色、高效、超快的合成方法在开发高性能储能材料方面的优势。
相关研究成果以“One-Pot Ultrafast Molten-Salt Synthesis of Anthracite-Based Porous Carbon for High-Performance Capacitive Energy Storage”为题发表于《ACS Materials Letters》。
/ 图文导读 /
图1. 合成无烟煤基多孔碳的两种不同方法
图2. KCl/K2CO3 二元盐和无烟煤在氩气环境下的气体排放和热力学行为
图3. (a) HPC 和 (b) TPC 的扫描电镜图像。(c) HPC 的 TEM 图像。(d) HPC 的孔径分布和 N2 吸附/解吸等温线。(e) HPC、TPC 和无烟煤的 XRD 图样和 (f) 拉曼光谱。(g) HPC 和 TPC 的 XPS 光谱。(h) HPC 的 C 1s 和 (i) XPS 光谱。
图4. HPC 和 TPC 电极的电化学特性
图5：HPC//HPC 的电化学性能 HPC//HPC 的电化学性能
/ 结论 /
1. 材料合成效率高：通过“一锅法超快速熔盐合成”结合高温热冲击（HTS）策略，在不到6秒的时间内，将无烟煤成功转化为多孔碳材料。HTS方法下，多孔碳（HPC）的比表面积达到了1338 m²/g，比传统管式炉法（TPC）的688 m²/g高出一倍以上。
2. 多孔结构优化：HTS方法制备的多孔碳具有明确的纳米片结构和丰富的微孔结构。与传统管式炉法相比，HTS方法生成的多孔碳具有更多的电化学活性位点和更快的离子传输能力。
3. 优异的电化学性能：在6 mol/L KOH电解液中，HPC的比电容为284.6 F/g，显著优于TPC的175.5 F/g。对称超级电容器（HPC//KOH//HPC）在125 W/kg的功率密度下，能量密度达到8.1 Wh/kg，并且在10000次循环后保持98%的容量。
4. 多电解质体系适应性强：在17.0 mol/kg NaClO4电解液中，HPC//NaClO4//HPC设备的工作电压扩大到2.2 V，能量密度达到29.6 Wh/kg，功率密度为16.5 kW/kg。在1.0 mol/L TEABF4/AN有机电解液中，HPC//TEABF4//HPC设备的工作电压扩大到3.0 V，能量密度达到43.9 Wh/kg，功率密度为375 W/kg，且在10000次循环后保持90.1%的初始电容。
5. 稳定性和耐久性：HPC材料表现出卓越的循环稳定性和库仑效率，在多种电解质环境下的10000次充放电循环中，库仑效率接近100%，表现出优异的耐久性。
公众号粉丝专属福利抽奖！
更有充电宝、U盘等精美礼品等您来拿！！！
