超級電容器是一種可以在具有高度多孔結構的導電材料上存儲電能的設備。與鋰離子電池相比，碳基電化學電容器表現(xiàn)出快速的充電/放電速率和高功率密度，但受能量密度低的限制。我們使用自組裝方法從石墨烯/碳化的金屬-有機骨架復合材料中構建了三維石墨烯基納米多孔碳，該碳具有較高的比表面積（1849 m
2 g
-1），在水性電解質中1 mV/s下472 F/g和1 A/g下420 F/g的顯著電容。在電壓窗口高達3 V的有機電解質中測得1 1 A/g下397 F/g的比電容導致在對稱電容器器件中實現(xiàn)124.1 Wh/kg的高能量密度。這種材料的發(fā)展接近碳基材料的理論電容（550 F/g），并且易于擴展到實際應用。
Figure 1. （a）GNPC對稱超級電容器的制造示意圖。（b）氧化石墨烯、（c）GO-MOF配合物和（d）GNPC的TEM圖像。插圖：GNPC的HRTEM圖像。GNPC材料的（e）XRD圖、（f）孔徑寬度分布和（g）拉曼光譜。
Figure 2. GNPC-0.75、NPC和基于石墨烯的對稱超級電容器在水性電解質中的電化學性能：（a-b）CV曲線和基于CV測試的電容值。（c-d）恒電流充電/放電曲線和基于GCD測試的電容值。（e）GNPC-0.75和NPC的奈奎斯特圖。插圖：高頻區(qū)域。（f）GNPC-0.75、NPC和石墨烯材料的波特圖。（g）GNPC-0.75樣品的Ragone圖。（h）GNPC-0.75材料的循環(huán)穩(wěn)定性。
Figure 3. 基于GNPC-0.75的對稱超級電容器在有機電解質中的電化學性能：基于GNPC-0.75材料的超級電容器設備的（a）CV曲線、（b）GCD曲線、（c）Nyquist圖、（d）Bode圖和（e）Ragone圖。插圖：由基于GNPC-0.75的超級電容器設備供電的兩個2.7 V LED。（f）GNPC-0.75材料的循環(huán)穩(wěn)定性。
相關研究成果于2020年由西波美拉尼亞技術大學Xuecheng Chen課題組和中國科學院Xuecheng Chen課題組，發(fā)表在Carbon（2020, 157, 55-63）上。原文：Three dimensional graphene/carbonized metal-organic frameworks based high-performance supercapacitor。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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