洁净煤技术

作者：任国行, 顾波, 杨小芹, 彭晓雪, 魏金雨, 贾嘉, 林喆, 秦志宏

关键词：超级电容器,金属有机骨架,水热法,碳纳米管,藤蔓结构

超级电容器是一种高性能电化学储能装置,具有功率密度高、循环稳定性强、充放电速率快等特点,在可再生能源存储中发挥重要作用。为提高超级电容器性能,满足日益增长的能源储存需求,利用水热法制备NiCo-MOF@CNTs复合电极材料,通过改变碳纳米管(CNTs)添加量,使复合材料储能特性达到最优。CNTs不仅增加了材料的比表面积和导电性,还与NiCo-MOF形成独特的藤蔓结构,其中NiCo-MOF构成藤蔓的叶片,为电荷存储提供活性位点,而CNTs构成与叶片相连接的茎蔓,将电子源源不断传递至活性中心,改善电化学性能。与未添加CNTs相比,效果最好的NiCo-MOF@CNTs5的比表面积由25.65m2/g增至44.27m2/g,平均孔径由37.86nm降至18.99nm,孔径分布更有利于电解质离子的扩散与传输;在1A/g电流密度下,比电容高达1569F/g,电流密度增至20A/g时,倍率性能高达74%,高于未加入CNTs的NiCo-MOF电极材料(42.6%)。组装成非对称超级电容器后,在1A/g电流密度下比电容为194F/g,电流密度增至20A/g时比电容仍有147F/g;在5A/g电流密度下经5000次充放电循环后,比电容保有率91.2%;在759W/kg功率密度下的能量密度高达50.63Wh/kg,功率密度提至17.3kW/kg仍能实现41.94Wh/kg高能量密度。

来源：2024年第01期

《洁净煤技术》期刊编辑部

查看洁净煤技术杂志2024年第01期