本工作中,合作团队可控地制备出一种二维硼氮碳纳米筛(BCNN)高性能电极材料,并以此构筑出高能量密度微型超级电容器(BCNN-MSCs)。合作团队通过调控二维硼氮碳纳米筛的缺陷程度,可有效调控BCNN-MSCs的面电容从30.5mF/cm2到80.1mF/cm2;当使用离子液体凝胶电解质时,BCNN-MSCs的能量密度可达到67.6mWh/cm3;通过理论计算进一步揭示了缺陷调控的机理,验证了微孔和硼氮原子掺杂协同提升了整体的量子电容,从而大幅度提高了整体电容;通过计算理论总电容,揭示了在低电压下微孔可以提高电容量,在较高电压下掺杂硼和氮可以提高电容。该策略为制备新型二维赝电容特性的碳材料提供了一种新思路。
相关研究成果以“Tailoring the defects of Two-dimensional Borocarbonitride Nanomesh for High Energy Density Micro-supercapacitor”为题发表在Energy Storage Materials上。该工作的第一作者是我所508组博士后张良柱。上述工作得到国家自然科学基金、中科院洁净能源创新研究院合作基金等项目的资助。(文/图 张良柱)
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.07.041