全木质素衍生硬碳电极的制备及储钠性能研究

钠离子电容器结合了电池型负极的高能量密度和电容型正极的高功率密度,成为新一代储能器件,硬碳材料作为电池型负极,是当前的研究热点。本研究以制浆黑液为原料,通过提纯、预碳化和高温热解碳化制备木质素衍生硬碳材料,分析其石墨层间距、微晶结构等性质随碳化温度变化的规律,研究了木质素衍生硬碳电极的电化学性能及储钠机理。研究结果表明,随着碳化温度从800℃升高至1600℃,木质素衍生硬碳材料的石墨层间距从0.406 nm减小至0.378 nm,赝石墨层比例从52.69%升高至77.60%。此外,在木质素衍生硬碳电极充放电过程中,更多的Na^(+)在石墨层间嵌入和脱嵌,电极的平台容量从56.8 mAh/g提高至236.0 mAh/g;在斜坡容量变化不大的情况下,平台容量的大幅增加使木质素衍生硬碳电极的可逆容量高达333.7 mAh/g。根据恒电流间歇滴定技术(GITT)分析可知,Na+在木质素衍生硬碳电极中的存储机制符合“吸附-嵌入/填充”模型。

纤维改性提高纤维素纸基摩擦纳米发电机的输出性能

以纤维素纸为基底或电正性摩擦材料的摩擦纳米发电机在柔性电子器件具有潜在应用前景,然而纤维素纸基摩擦纳米发电机需要在高工作频率下才能获得良好的输出性能,限制了纤维素纸基摩擦纳米发电机的应用与发展。为提高纤维素的电正性摩擦性能,将银纳米颗粒原位负载于纤维素纤维表面,制备纳米银复合纸(Ag@paper),并以Ag@paper与聚四氟乙烯薄膜(PTFE)为摩擦材料构建纸基摩擦纳米发电机(P-TENG)。结果表明:P-TENG开路电压可达95 V,短路电流可达0.19μA。该P-TENG在长期工作过程中还能防止细菌生长,因而可用于开发新型可穿戴电子产品。