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自牺牲模板合成杂原子掺杂多孔生物炭增强电化学储能( Self-sacrificial template synthesis of heteroatom doped porous biochar for enhanced electrochemical energy storage )
W Lei B Yang Y Sun L Xiao Y Zhuang
本研究以废生物质为原料，采用自牺牲模板法制备了杂原子掺杂的多孔生物炭，以提高其电化学电容性能。通过水热分解生物质中的不稳定组分，形成了大量的窄孔和碳化骨架，并通过熔盐活化方法进一步加宽为微孔甚至更大的中孔。合成的多孔生物炭比表面积明显增加,达到1138 m g,多孔结构发达,杂原子掺杂量适中（O为5.35 at.%,N为1.02 at.%),提供了更多的活性存储位点和电荷容量。结果表明,改性后的生物炭在0.2A g时的比电容为447 F g,比熔盐炭化法和惰性还原法分别提高了1.6倍和6.0倍。研究结果表明，生物炭的简易自牺牲模板合成路线不仅为降低离子扩散阻力提供了较大的孔洞，而且在碳框架中引入杂原子增加了电荷迁移率。组装的双电极对称超级电容器不仅比电容为367 F g,能量密度为12.75 Whkg,而且在10000次循环后具有良好的稳定性。
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