氮、硫共掺杂三维介孔石墨烯气凝胶的微孔增强了超电容性能( Micropores within N,S co-doped mesoporous 3D graphene-aerogel enhance the supercapacitive performance )

S Kumari E Verma R Kumar D Upreti B Prakash T Maruyama V Bagchi

在储能应用中，具有高能量和高功率密度的超级电容器可以改变社会的游戏规则，为我们的生活提供动力。目前，异质掺杂还原氧化石墨烯（rGO）气凝胶由于其优异的电化学和储能性能而引起了人们的广泛关注。传统上，类似的电极材料都是通过碳化和碳前驱体的活化等多步工艺来合成的，这涉及到高能耗和繁琐的工序。本文提出了一种低成本、简单、一步法合成N、S共掺杂3d还原氧化石墨烯气凝胶3(NS-rGOA3)的方法。这一创新方法不仅绕过了碳化和活化过程，而且提供了一种一步法原位制备氮、硫共掺杂三维rGO气凝胶的方法。水热法合成的NS-rGOA3是一种高效的超级电容器电极材料。在三种气凝胶中合成最好的材料是NS-rGOA3,其BET比表面积为412 m2 g1,为电解质离子提供了高效的离子传输路径和更多的能量存储位点。研究了气凝胶在0.5M Na2SO4电解质中的超电容行为。N/S比为7.74的NS-rGOA3在1 A g1电流密度和1.2 V宽电位窗口下,在水介质中表现出931 F g1的优异的重量比电容。即使在100 a g1的极高电流密度下，该材料也显示出391.6 F g1的比电容。在25 a g1的电流密度下，它表现出541.6F g1的比电容和10000次循环后96%的电容保持率。所制备的对称超级电容器的能量密度为36.56W·h·kg1,功率密度为333.2W·kg1。

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