タマリンド種子殻由来バイオマス炭素ナノシートの活性化によるEDLC対称デバイスの性能向上

• ヨシの穂とホウ砂アンモニウム、炭酸水素カリウムを用いた一段階活性化法により、N・B共ドープ多孔質炭素材料PC-700を合成。
• PC-700は0.5 A g−1で329.6 F g−1の比静電容量を示した。
• PC-700対称スーパーキャパシタは20.5 Wh kg−1のエネルギー密度を達成し、10,000サイクル後98.60%の容量維持率を示した。

ニッケルフォーム上に、マイクロ波支援熱水法(MAH)とアニーリング処理を組み合わせた2段階法により、NiCo2O4ナノシート上にNiMn2O4ナノ粒子(NP)を表面被覆したバインダーフリーNiMn2O4@NiCo2O4ナノコンポジットを作製した。まず、NiCo2O4ナノシート(NSs)のチュール状骨格をニッケルフォーム上にin situ成長させ、次に二次MAHプロセスによりNiCo2O4 NSs表面にNiMn2O4 NPsを成長させた。MAHのセカンドステップ保持時間(HT)の影響を調べるため、HTを15分、30分、45分、60分として実験を行った。構造解析の結果、明確なNiMn2O4-NP…

バイオマス由来炭素材料は、リチウムイオン電池(LIB)およびナトリウムイオン電池(SIB)向けの持続可能な負極材料として有望視されている。バイオマスは再生可能で豊富、低コストであり、その組成や形態は多様である。リグノセルロース骨格、固有のヘテロ原子、バイオマス由来の無機種は、炭素化、活性化、黒鉛化、ドーピングなどのプロセスを経て、調整可能な多孔性、炭素配列、表面化学を持つ炭素構造に変換できる。本レビューでは、まずバイオマス前駆体の組成および構造的特徴を要約し、次に処理条件がそれらを炭素骨格に変換する方法を説明する。その後、LIBとSIBの異なる設計要件を比較することで、バイオマス由来炭素負極…

ポータブルウェアラブルエレクトロニクスの進展に伴い、フレキシブルスーパーキャパシタの開発機会が拡大している。近年、MXeneとその複合材料は、高い理論容量、比表面積、導電性、親水性、機械的柔軟性から、優れたスーパーキャパシタ電極材料として注目されている。本レビューは、MXeneの開発経緯と一般的な合成戦略を概説し、異なる調製方法が構造と特性に与える影響に焦点を当てる。フレキシブルスーパーキャパシタの実用的な要求に基づき、電荷蓄積、レート性能、サイクル寿命、機械的柔軟性に影響を与える主要因を分析する。MXene複合材料の性能向上に用いられる一般的な設計戦略をまとめる。さらに、MXeneベース電…

• ヨシの穂由来の天然Si/N共ドープ多孔質バイオマスカーボンマイクロチューブをリチウムイオン電池アノード材料として合成し、電気化学的性能を実証した研究成果が報告された。
• RC-Si/Nアノードは100 mA g−1で200サイクル後761.3 mAh g−1の放電容量、1 A g−1で1000サイクル後517.7 mAh g−1の放電容量を維持するサイクル安定性を示した。
• DFT計算により、強化されたLi+吸着能力、長期間サイクルでの持続的構造的完全性、促進された反応速度論が確認された。