西南交通大學(xué)：苧麻為原料制備3D雙活化多孔碳纖維可高性能儲能

一種簡單有效的技術(shù)來提高碳材料的能量密度，而且還促進其在環(huán)境修復(fù)中的其他應(yīng)用。可再生且環(huán)保的基于生物質(zhì)的碳電極材料自然具有快速的離子傳輸，高吸附性和對高性能儲能裝置優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。然而，迄今為止，智能構(gòu)建有效地生物質(zhì)轉(zhuǎn)移的碳材料以滿足高能量密度的要求仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

西南交通大學(xué)楊維清課題組在《Adv. Funct. Mater》期刊發(fā)表名為“Hierarchically Divacancy Defect  Building DualActivated Porous Carbon Fibers for HighPerformance EnergyStorage  Devices”的論文，研究以快速生長和大規(guī)模種植的麻為生物質(zhì)原料，通過預(yù)嵌入KOH和CO2分子的內(nèi)外雙重活化功能，利用雙空位缺陷效應(yīng)設(shè)計了高度互聯(lián)的三維雙活性多孔碳纖維(DACF)。

此方法中，KOH優(yōu)先連接-OH和CO  2的碳反應(yīng)與-CC鍵上的碳發(fā)生搶先反應(yīng)可以協(xié)同構(gòu)建許多空位缺陷，以提供大量的活性位點。因此，這種獨特的防空偏結(jié)構(gòu)可為高性能儲能裝置提供較高的SSA和適當?shù)目讖椒植肌Ｕ珙A(yù)期的那樣，基于DACF的預(yù)處理超級電容器同時提供了875  W kg1的高功率密度和61.3 Wh  kg1的高能量密度。我們相信這種簡單有效的策略可以為其他多孔碳材料的開發(fā)提供有益的借鑒，并進一步促進其在生物系統(tǒng)和催化領(lǐng)域的應(yīng)用。