The relationship between the high-frequency performance of supercapacitors and the type of doped nitrogen in the carbon electrode

Nitrogen doping has been widely used to improve the performance of carbon electrodes in supercapacitors,particularly in terms of their high-frequency response.However,the charge storage and electrolyte ion response mechanisms of different nitrogen dopants at high frequencies are still unclear.In this study,melamine foam carbons with different configurations of surfacedoped N were formed by gradient carbonization,and the effects of the configurations on the high-frequency response behavior of the supercapacitors were analyzed.Using a combination of experiments and first-principle calculations,we found that pyrrolic N,characterized by a higher adsorption energy,increases the charge storage capacity of the electrode at high frequencies.On the other hand,graphitic N,with a lower adsorption energy,increases the speed of ion response.We propose the use of adsorption energy as a practical descriptor for electrode/electrolyte design in high-frequency applications,offering a more universal approach for improving the performance of N-doped carbon materials in supercapacitors.

我国监狱巡回检察制度运行中的问题与应对

监狱巡回检察制度是检察院检察监督方式的重大创新,是中国特色社会主义检察制度的自我完善和发展。巡回检察在检察方式上分为常规、专门、机动、交叉四种,在工作内容上各有侧重。随着监狱巡回检察的深入推进,巡回检察监督质效有待提升、巡回检察衔接配合不够顺畅、巡回检察工作中大数据赋能不足等问题逐渐凸显。针对这些问题,应当从完善监狱巡回检察质效提升机制、加强巡回检察衔接配合及加快监狱巡回检察大数据信息化建设等方面来进一步完善监狱巡回检察制度。

烟煤衍生炭材料的炭化机制及其在锂/钠离子电池中的应用

近年来,人们对利用低温炭化工艺制备煤基无定形炭材料作为锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)的负极材料产生了兴趣。然而,煤衍生炭材料的炭化机制仍然不太清楚。因此,本文选取烟煤为原料,探究了煤炭到无定形炭材料的化学、微晶和孔隙结构演变过程。随着温度的升高(低于1000℃),材料结构发生局部变化,碳层的迁移和小分子物质的释放导致了层间距(3.69-3.82A)和缺陷密度(1.26-1.90)逐渐增大,并且产生了丰富的纳米微孔结构。当温度升至1000~1600℃时,层间距和缺陷密度开始逐渐减小。在LIBs中,经1000℃炭化制备的样品表现出最佳的电化学性能。在0.1 C倍率测试下可逆容量达到384 mAh g^(-1),在5 C倍率下仍能保持170 mAh g^(-1),表现出优异的倍率性能。在SIBs中,经1200℃炭化制备的样品在0.1 C倍率测试下具有270.1 mAh g^(-1)的可逆容量和高达86.8%的首次库伦效率。本研究为煤基炭材料的精细化制备提供了理论支撑。

基于区块链技术的有机食品溯源体系

通过将区块链技术应用到有机食品溯源体系建设中,运用区块链的去中心化、防篡改性、安全开放性等技术特征,针对有机食品溯源安全体系不健全、信用体系不完整、物联网融合不够以及技术标准不统一等问题,结合有机食品溯源体系的建设,提出了健全有机食品溯源安全体系、完善有机食品溯源信用体系、优化区块链与有机食品物联网融合以及建立统一规范的有机食品溯源标准等对策建议。

高还原氧化石墨烯隔膜应用于锂硫电池的研究

锂硫电池作为高能量密度的二次电池存在硫的低导电性和多硫化物的穿梭效应等问题。通过制备高还原度的氧化石墨烯隔膜,并将其应用于锂硫电池。利用石墨烯片层形成的空间位阻和小介孔结构,可阻挡多硫化物的迁移以及其高导电性可减弱电池极化。在0.2 C下,采用高还原氧化石墨烯隔膜的锂硫电池初始比容量达到了1143.2 m Ah/g,经过100次循环后容量保持率为74.25%。此外,在2 C下仍有626.1 m Ah/g的比容量。表明高还原氧化石墨烯隔膜可以有效提升锂硫电池的电化学性能,体现出卓越的长循环稳定性和杰出的倍率性能。

双层堆叠对石墨烯材料量子电容影响的理论研究

石墨烯材料由于比表面积大、导电性能好,被作为正极材料与多孔炭材料一起用于锂离子电容器。石墨烯材料在制备和使用过程中易发生片层堆叠积聚,难以保证单层存在。堆叠会影响材料的电子结构进而影响量子电容。为了考察层间相互作用对石墨烯电子结构和量子电容性能的影响规律,基于密度泛函理论计算,本文系统研究了堆叠对于多种缺陷结构石墨烯材料的量子电容、表面电量等性能的影响。计算发现,由于层间相互作用以及基底层提供了部分电荷,单层石墨烯堆叠后量子电容性能增加,并且相较于完整和表面带有点缺陷的石墨烯,掺N双层石墨烯的量子电容提升幅度较大。同时在层间相互作用影响下,堆叠后拥有相近结构的石墨烯之间的量子电容性能差距减小。对于顶层不含悬挂键和孤对电子的石墨烯片层,发生堆叠后量子电容曲线随电压变化的波动趋势降低。