成果简介
图文导读
图1.NPCE 的制备过程和电容器组装示意图。
图 2.（a） NPCE-0 和 （b） NPCE-4 的低倍率 SEM 图像。NPCE-4 的 （c） 和 （d） 高倍率 TEM 图像。
图3.（a） NPCE 的全谱 XPS。（b） C 1s、（c） N 1s 和 （d） O 1s 区域的 NPCE 的 XPS 谱图。
图4、 (a) GCD curves of all electrodes at a current of 2 mA cm–2. (b) GCD curves of NPCE-4 at 1, 2, 5, 10, and 20 mA cm–2. (c) CV curves of all electrodes at 100 mV s–1. (d) CV curves of NPCE-4 at 10–80 mV s–1. (e) The rate performance curves of all electrodes at 20–80 mV s–1. (f) Long-term cycle testing for NPCE-4 at 20 mA cm–2 after 10 000 cycles.
图5. (a) 不同扫描速率下所有电极的电容比和电容。(b) 从非法拉第区域的 CV 曲线中获得的所有电极的 Cdl 值。(c) 所有电极的 EIS 曲线。(d) 所有电极的 Ip-v1/2 图。(e) NPCE-4 的能量密度-功率密度图与先前报告数据的比较。
小结
该研究通过模板和蚀刻方法开发了一种掺氮自支撑多孔碳纤维，在电容型 NPCE-4阳极和电池型Zn阳极的基础上，为ZHSC提供了超高的能量密度和出色的循环寿命。由于氮掺杂和合理控制ZnO优化了离子扩散通道并加速了离子传输，NPEC-4在电流密度为1mA cm-2 时显示出496.8mF cm-2 （283.9 F g-1）的优异电容，高于 NPCE-0（36.2 F g-1）、NPCE-1（52 F g-1）、NPCE-2（186.4Fg-1）和 NPCE-10（49.8 F g-1）。实验结果表明，ZHSC 具有优异的电化学性能，在功率密度为 457 W kg-1 时，能量密度高达101 Wh kg-1，循环10000次后电容保持率为98.9%。这项工作不仅为ZHSC提供了一种优良的电极，而且为相关应用中自支撑电极的合理设计提供了新的启示。
文献：
https://doi.org/10.1021/acs.iecr.4c02683
信息来源：材料分析与应用
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