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Erschienen in: Rare Metals 2/2023

02.11.2022 | Original Article

Preparation of chitosan and citric acid crosslinked membrane and its application in quasi-solid supercapacitors

verfasst von: Hao-Hang Xu, Liang Yue, Yang Tang, Fan Liu, Hong-Jiu Zhu, Shu-Juan Bao

Erschienen in: Rare Metals | Ausgabe 2/2023

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Abstract

Quasi-solid electrolytes promote the development of safe and flexible energy storage devices. In this work, a chitosan and citric acid crosslinked membrane is prepared by a freeze–thaw cross-linking method, in which the chemical crosslinking of chitosan and citric acid increase the viscoelastic behavior of the polymer membrane, and the freeze–thaw assist freeze drying process to create abundant interconnected open-pores and three-dimensional (3D) network. Due to the good viscoelasticity, excellent electrolyte loading capacity (596%) and high ion conductivity (7.7 × 10–3 S·cm−1), as quasi-solid electrolyte, our proposed chitosan and citric acid crosslinked membrane helps Zn|CCFT-ZnSO4|AC hybrid supercapacitor to delivers wide operating voltage, high specific capacity of 100.5 F·g−1 and stable cycle life (93% after 1000 cycles), which suggests that our proposed freeze–thaw assisted freeze drying method has great potential in designing quasi-solid state electrolyte for energy storage device.

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Zurück zum Zitat Lupatini KN, Schaffer JV, Machado B, Silva ES, Ellendersen LS, Muniz GI, Ferracin RJ, Alves HJ. Development of chitosan membranes as a potential PEMFC electrolyte. J Polym Environ. 2018;26(7):64.CrossRef Lupatini KN, Schaffer JV, Machado B, Silva ES, Ellendersen LS, Muniz GI, Ferracin RJ, Alves HJ. Development of chitosan membranes as a potential PEMFC electrolyte. J Polym Environ. 2018;26(7):64.CrossRef
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Zurück zum Zitat Na RQ, Huo GZ, Zhang SL, Huo PF, Du YL, Luan JS, Zhu K, Wang GB. A novel poly (ethylene glycol)-grafted poly (arylene ether ketone) blend micro-porous polymer electrolyte for solid-state electric double layer capacitors formed by incorporating a chitosan-based LiClO4 gel electrolyte. J Mater Chem A. 2016;4(46):18116. https://doi.org/10.1039/C6TA07846J.CrossRef Na RQ, Huo GZ, Zhang SL, Huo PF, Du YL, Luan JS, Zhu K, Wang GB. A novel poly (ethylene glycol)-grafted poly (arylene ether ketone) blend micro-porous polymer electrolyte for solid-state electric double layer capacitors formed by incorporating a chitosan-based LiClO4 gel electrolyte. J Mater Chem A. 2016;4(46):18116. https://​doi.​org/​10.​1039/​C6TA07846J.CrossRef
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Metadaten
Titel
Preparation of chitosan and citric acid crosslinked membrane and its application in quasi-solid supercapacitors
verfasst von
Hao-Hang Xu
Liang Yue
Yang Tang
Fan Liu
Hong-Jiu Zhu
Shu-Juan Bao
Publikationsdatum
02.11.2022
Verlag
Nonferrous Metals Society of China
Erschienen in
Rare Metals / Ausgabe 2/2023
Print ISSN: 1001-0521
Elektronische ISSN: 1867-7185
DOI
https://doi.org/10.1007/s12598-022-02115-w

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