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10.01.2019

Green synthesis of capacitive carbon derived from Platanus catkins with high energy density

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics
Autoren:
Mengqi Wang, Jie Zhou, Shengji Wu, Hui Wang, Wei Yang

Abstract

Heteroatom-doped hierarchical porous carbon was prepared from platanus catkins using a facile binary carbonate co-pyrolysis strategy combined with hydrothermal pretreatment. The as-obtained HPC-Na2CO3/K2CO3 possesses an appropriate specific surface area of 345 m2 g−1 and an inherited tubular structure composed of interconnected micro- and mesopores (0.6-5 nm), together with a rich heteroatom doping of O and N. HPC-Na2CO3/K2CO3 exhibits superior specific capacitance of 301.8 F g−1 at 0.5 A g−1, a desirable rate retention of 78.2% from 0.5 to 10 A g−1, and good cycling stability with 99.2% of initial capacitance retention after 5000 cycles at 5 A g−1 in 6 M KOH aqueous electrolytes. A symmetrical HPC-Na2CO3/K2CO3 capacitor can deliver an excellent energy density of 33.4 Wh kg−1 at the power density of 0.2 kW kg−1. Compared with the classical KOH and ZnCl2 activation process, this technique, using Na2CO3/K2CO3 etching to prepare catkin-derived porous carbon, has the advantages of simplicity, more balanced micro/mesopore ratio, recyclability, and no pollutants.

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