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08.10.2018 | Energy materials | Ausgabe 3/2019

Journal of Materials Science 3/2019

High-performance nitrogen-doped hierarchical porous carbon derived from cauliflower for advanced supercapacitors

Zeitschrift:
Journal of Materials Science > Ausgabe 3/2019
Autoren:
Bao Men, Pengkai Guo, Yanzhi Sun, Yang Tang, Yongmei Chen, Junqing Pan, Pingyu Wan
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s10853-018-2979-8) contains supplementary material, which is available to authorized users.
Bao Men and Pengkai Guo contributed equally to this work and should be considered as co-first authors.

Abstract

Nitrogen-doped hierarchical porous carbon is successfully synthesized from cauliflower with unique structure by a simple pyrolysis process, including a pre-carbonization step of cauliflower and a KOH-activated step of carbonization product. According to this pyrolysis strategy, the pre-carbonization product at 450 °C basically keeps the original structure of cauliflower, beneficial to the deep and uniform activation at 700 °C and the formation of 3D interconnected network framework. The as-prepared sample (NPCC2-700) shows desirable specific surface area of 2604.7 m2 g−1, large pore volume, and abundant micropores and mesopores. Combined with the high content of active heteroatoms, NPCC2-700 exhibits high specific capacitance of 311 F g−1 at 1 A g−1 and 250 F g−1 at 50 A g−1 in 6M KOH electrolyte. Meanwhile, the excellent rate performance and long-term cycling stability can be achieved for NPCC2-700. Furthermore, the energy density of the assembled symmetric supercapacitor based on NPCC2-700 electrodes is as high as 20.5 Wh kg−1 at a power density of 448.8 W kg−1 in 1 M Na2SO4 solution.

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