Fe2O3/氮掺杂生物质碳复合材料制备及其在超级电容器中的应用

开发具有离子/电子传输速度快,表面化学可调的可再生、低成本、环保的电极材料是目前储能器件发展的迫切需要.近年来,生物质碳材料因其低成本、可再生、循环性能好等优点备受关注,但其比电容和能量密度较低影响了其实际应用.在此,将生物质废弃物转化为具有良好化学性质的碳材料,并通过杂原子掺杂生物质碳材料与过渡金属氧化物Fe2O3 进行复合,利用Fe2O3 与氮掺杂碳的互补优势,以一步碳化法制备出Fe2O3/氮掺杂生物质碳(NBCs)复合材料,表现出优异的电化学性能.结果表明:Fe2O3/NBCs作为负极材料在 1 A·g-1 电流密度下的比电容为 575 F·g-1.同时,将Fe2O3/NBCs-700℃和NiCoFe-P分别为负极和正极材料组装成不对称超级电容器,在功率密度为 800 W·kg-1 的情况下,能量密度达到 33.3 W·h·kg-1.组装的不对称超级电容器还表现出优异循环稳定性,经过 3 500次循环后仍保持 82.4%的电容.因此,Fe2O3/NBCs作为负极电极材料,是极具有前途的超级电容器电极材料.