成果简介
电动汽车的发展增加了对超级电容器的需求，碳材料可以为超级电容器制造出优良的电极。本文，大连理工大学化工学院王同华教授在《ENERGYRESEARCH》期刊发表名为“Hierarchicalflakyporouscarbonderivedfromwastepolyimidefilmforhigh-performanceaqueoussupercapacitorelectrodes”的论文，研究以聚酰亚胺(PI)薄膜的废料制造几种片状多孔碳材料，用作超级电容器电极。
是通过KOH活化对多孔碳的孔结构和官能团进行调整。通过N2吸附、XRD、拉曼光谱、FT-IR、XPS和电化学测量，研究了孔结构、碳基体、官能团和电化学性能之间的关系。片状多孔碳材料具有分级孔结构的梯度分布，并且富含O/N官能团。具有出色的电容保持率和Fg-1的高比电容，高于通过物理活化制备的基于PI膜的多孔碳和商用活性炭电极。其片状结构使其具有比商用交流更低的阻抗。该材料用于制造对称超级电容器的电极，具有高能量密度和优异的循环稳定性。这项工作为废弃PI薄膜的再利用提供了一种环保的策略。
图文导读
图1、炭化活化装置示意图
图2、A，废PI膜废料和B，碳化PI膜废料的照片；多孔碳样品CAC--3的FESEM和SEM图像：C、表面和D、横截面
图3、A和C、N2吸附等温线、B和D、孔径分布和E、CAC-Tn样品中不同尺寸的孔体积
图4、A、XRD和B、样品PI-和CAC--n的拉曼光谱
图5、CAC-n样品的奈奎斯特光谱
图6、使用CAC--3作为电极的SC装置的电化学特性
小结
以PI薄膜废料为原料制备片状多孔碳的。通过化学活化制备的片状多孔碳比通过物理活化制备的片状多孔碳表现出更高的比电容，因为它们具有分级孔结构的梯度分布和丰富的表面杂原子。由此产生的对称超级电容器在Na2SO4电解质中提供高能量密度并具有长循环稳定性。所提出的方法提供了一种重新利用PI薄膜废料的新方法，从而减少了污染和资源需求。
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