来源:Frontiers of Chemical Science and Engineering 发布时间:2024/5/24 18:30:30
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FCSE 前沿研究:高产率的酶解木质素衍生多孔炭球应用于锌离子混合电容器

论文标题:High-yield production of porous carbon spheres derived from enzymatic hydrolysis lignin for zinc ion hybrid capacitors

期刊:Frontiers of Chemical Science and Engineering

作者:Tao Huang, Xihong Zu, Jianhui Ma, Wenbin Jian, Xueqing Qiu, Wenli Zhang

发表时间:15 Feb 2024

DOI:10.1007/s11705-024-2387-3

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文章速览

有限的能量密度和昂贵的多孔碳电极材料阻碍了超级电容器的广泛应用。多孔碳的成本是超级电容器整体成本的重要因素,因此高碳收率可以有效降低多孔碳的生产成本。本研究提出了一种以可再生酶解木质素为碳源,KOH为活化剂,采用喷雾干燥技术结合炭化工艺制备多孔碳球的方法。本研究的目的是考察活化剂的用量与所得多孔碳材料的形貌、孔隙结构和比表面积的发展之间的关系。研究表明,这种方法显著提高了多孔碳的产碳率,与传统的碳化活化方法(9%)相比,产碳率达到了22%。通过该方法获得的样品含有大量的介孔,平均孔径为1.59 ~ 1.85 nm,介孔率为25.6%。此外,这些样品显示出很高的比表面积,范围从1051到1831 m2 ·g−1。采用木质素衍生多孔碳阴极的锌离子杂化电容器在0.1 A·g−1时具有279 F·g−1的高电容,在功率密度为80 kW·kg−1时具有99.1 Wh·kg−1的能量密度。本研究提出了一种利用喷雾干燥法制备高收率多孔碳的新方法。

相关成果以“High-yield production of porous carbon spheres derived from enzymatic hydrolysis lignin for zinc ion hybrid capacitors”为题发表在Frontiers of Chemical Science and Engineering(DOI: 10.1007/s11705-024-2387-3)。

引用格式:Tao Huang, Xihong Zu, Jianhui Ma, Wenbin Jian, Xueqing Qiu, Wenli Zhang. High-yield production of porous carbon spheres derived from enzymatic hydrolysis lignin for zinc ion hybrid capacitors, Frontiers of Chemical Science and Engineering, 2024, 18(2): 22.

作者及团队介绍

黄韬(第一作者),广东工业大学2022级硕士研究生,研究方向电化学储能碳材料。

邱学青(通讯作者),广东工业大学轻工化工学院教授,主要从事工业木质素的资源化高效利用及新型萃取工艺方法的研究,发表SCI/EI收录论文450多篇,获授权中国发明专利170多件;获得国际授权专利5件。

张文礼(通讯作者),广东工业大学轻工化工学院教授,主要从事木质纤维素衍生碳电极材料及其工业应用(碳电极材料、绿色化工、电催化和电化学储能等)的研究,发表学术论文100余篇,其中ESI高被引论文10篇,被引用5000余次,Google Scholar h指数40。

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