本文要点：
一种通用的具有成本效益的生物质方法，用于合成自壳聚糖的3D网状结构的氮掺杂分层多孔碳气凝胶（NPCA）
成果简介
具有可调整的孔结构和大比表面积（SSA）的电极材料的合理设计对于增强高性能超级电容器（SC）和微型超级电容器（MSC）至关重要。本文浙江工业大学HaihuaWu与中国科学院大连化学物理研究所吴忠帅研究员(通讯作者)团队在《Carbon》期刊发表名为“Three-dimensionalnitrogendopedhierarchicallyporouscarbonaerogelswithultrahighspecificsurfaceareaforhigh-performancesupercapacitorsandflexiblemicro-supercapacitors”的论文，研究以壳聚糖为原料，通过螯合反应和冷冻干燥工艺制备一种氮掺杂的多层多孔碳气凝胶（NPCA）。
NPCA具有三维（3D）网状结构，具有m2g1的超高SSA，这对容纳大量电荷存储非常重要。分布在连续碳网络上的相互连接的微孔/中孔可以创建更多的吸附位点和宽大的通道，以实现快速的离子扩散，同时还提供了高电导率，可以快速进行电子传输。结果，使用NPCA组装的对称SC显示出增强的电化学性能，在Wkg-1的功率密度下能量密度为6.8Whkg-1。更重要的是，固态柔性NPCA-MSC具有25.6mFcm-2的高面积电容，0.78μWhcm-2的出色能量密度，出色的可循环性，次循环后仅1％的电容褪色以及出色的灵活性以及99％的电容保持率。因此，这种源自生物质的碳策略将为大规模开发高性能SC和MSC的低成本3D微/介孔杂原子掺杂碳气凝胶提供许多机会。
图文导读
图1。NPCA，NPC和CA的合成路线
图2。（a）TEM，（b）HRTEM，（c，d，e）SEM图像以及NPCA中C，O，N元素的相应EDX映射
图3。（a）氮吸收-解吸等温线（插图：孔径分布），（b）XRD图谱，（c）拉曼光谱和（d）NPCA，NPC和CA的XPS测量光谱。（e）NPCA的C1s和（f）N1s高分辨率XPS光谱。
图4。NPCA，NPC和CA在使用6MKOH电解质的三电极系统中的电化学性能
图5。固态NPCA-MSC的电化学性能
小结
总之，一种通用的经济有效的方法，利用螯合反应和冷冻干燥来合成具有3D网状纹理的坚固的NPCA，以制备高质量的水基对称SC和固态柔性MSC。组装后的NPCA-SC具有出色的电化学性能，因此，该方法为制造生物质衍生的碳气凝胶作为SC和柔性MSC中的高电容电极材料开辟了一条新途径。
文献：