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Highly porous nitrogen-doped carbon for superior electric double-layer capacitors

机译：高度多孔的氮掺杂碳，用于优质双层电容器

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摘要

In recent years, the research of doping heteroatoms in a carbon framework for supercapacitive electrodes has drawn tremendous attention due to the highly active electrochemical performance characteristics of the resulting materials. Here, we present a method to synthesize highly porous nitrogen-doped carbon nanomaterials derived from a polyvinylpyrrolidone (PVP) material via a relatively low-temperature simultaneous activation/calcination process. PVP fine powder was mixed with sodium hydroxide as a carbon-activation agent and calcined at a relatively low temperature of 600 degrees C for one hour under a nitrogen atmosphere. By this process, we obtained a highly porous nitrogen-doped carbon material, possessing a specific surface area of 2400 m(2) g(-1), which was formed with an amorphous and graphitic structure incorporating ultrathin large sheets. The resultant material displays an excellent specific capacitance ( 478 F g(-1) at 1 A g(-1)) and a high retention rate of 99.6% after 10 000 cycles at 10 A g(-1). The symmetric supercapacitor exhibits high energy densities of 14.2 W h kg(-1) and 5.7 W h kg(-1) at power densities of 720 W kg(-1) and 6035 W kg(-1), respectively.
机译：近年来，由于所得材料的高度有源电化学性能特征，掺杂杂原子在碳框架中的研究具有巨大的关注。这里，我们提出了一种方法来通过相对低温同时激活/煅烧过程合成衍生自聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）材料的高多孔氮掺杂碳纳米材料。将PVP精细粉末与氢氧化钠作为碳激活剂混合，并在氮气氛下在600℃的相对低温下煅烧1小时。通过该方法，我们获得了高度多孔的氮掺杂碳材料，具有2400m（2 )g（-1）的比表面积，其形成为包含超薄大片的无定形和石墨结构。所得材料在10 000℃（-1）下在10 000次循环后显示出优异的特定电容（478V（-1）），高保持率为99.6％。对称超级电容器分别在720W kg（-1）和6035W kg（-1）的功率密度下表现出14.2W h kg（-1）和5.7WH kg（-1）的高能量密度。

著录项

  • 来源
    《RSC Advances》 |2017年第71期|共8页
  • 作者

    Jeong Da Sol; Yun Je Moon; Kim Kwang-Ho;

  • 作者单位

    Pusan Natl Univ Dept Mat Sci &

    Engn San 30 Jangjeon Dong Busan 609735 South Korea;

    Pusan Natl Univ Dept Mat Sci &

    Engn San 30 Jangjeon Dong Busan 609735 South Korea;

    Pusan Natl Univ Dept Mat Sci &

    Engn San 30 Jangjeon Dong Busan 609735 South Korea;

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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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