多孔碳材料有望用于超級電容器的電極，因為它的大表面積和多孔通道可以提供足夠的電荷存儲點，促進離子傳輸。

山西大學(xué)朱勝、韓高義教授團隊報告了一種從無煙煤中產(chǎn)生多孔碳的極快熔鹽方法，采用焦耳加熱技術(shù)。 900°C 下持續(xù) 3 秒?？焖偌訜酜Cl/K2CO3鹽(1150) K s –1 ）產(chǎn)生均勻介質(zhì)，剝離活性無煙煤，產(chǎn)生比表面高達1338。 m2g–1的多孔碳。它在 KOH 表現(xiàn)在電解質(zhì)中 284.6 F g–1比電容器，超越了傳統(tǒng)的熔鹽方法。選用 TEBAF4 /AN 3755電解質(zhì)組裝對稱超級電容器 W kg–1下的比能量為 43.9 Wh kg–1，并且在10,000 90.1%的容量在次循環(huán)后保留。這項研究強調(diào)了這種綠色、高效、超快的合成方法在開發(fā)高性能儲能材料方面的優(yōu)勢。

以“相關(guān)研究成果”O(jiān)ne-Pot Ultrafast Molten-Salt Synthesis of Anthracite-Based Porous Carbon for High-Performance Capacitive Energy Storage"問題發(fā)表于《ACS Materials Letters》。

/ 圖文導(dǎo)讀 /

圖1. 兩種不同的生成無煙煤基多孔碳的方法

圖2. KCl/K2CO3 在氬氣環(huán)境中，二元鹽和無煙煤的氣體排放和熱學(xué)行為

圖3. (a) HPC 和 (b) TPC 掃描電鏡圖像。(c) HPC 的 TEM 圖像。(d) HPC 孔徑分布和 N2 等溫線的吸附/分析。(e) HPC、TPC 和無煙煤的 XRD 圖樣和 (f) 拉曼光譜。(g) HPC 和 TPC 的 XPS 光譜。(h) HPC 的 C 1s 和 (i) XPS 光譜。

圖4. HPC 和 TPC 電極的電化學(xué)特性

圖5：HPC//HPC 電化學(xué)性能 HPC//HPC 電化學(xué)性能

/ 結(jié)論 /

1. 材料生成效率高:“一鍋法超快熔鹽生成”與高溫熱沖擊相結(jié)合（HTS）戰(zhàn)略，在不到6秒的時間內(nèi)，將無煙煤轉(zhuǎn)化為多孔碳材料。在HTS方法下，多孔碳（HPC）比率表面達到1338。 m?2;/g，與傳統(tǒng)的管式爐法相比（TPC）的688 m?2;/g高出一倍以上。

2. 多孔材料推廣:HTS方法制備的多孔碳具有明確的納米片結(jié)構(gòu)和豐富的微孔結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的管式爐法相比，HTS方法產(chǎn)生的多孔碳具有更多的電化學(xué)活性點和更快的離子傳輸能力。

3. 優(yōu)異的電化學(xué)性能：6 mol/L 在KOH電解液中，HPC的比電容為284.6 F/g，TPC顯著優(yōu)于175.5. F/g。超級電容對稱（HPC//KOH//HPC）在125 W功率密度為/kg，能量密度為8.1 Wh/kg，并在10000次循環(huán)后保持98%的容量。

4. 多電解質(zhì)系統(tǒng)適應(yīng)性強：17.0 mol/kg 在NaClO4電解液中，HPC//NaClO4//HPC設(shè)備的工作電壓擴展到2.2 V，能量密度達到29.6 Wh/kg，功率密度為16.5 kW/kg。在1.0 mol/L 在TEABF4/AN有機電解液中，HPC//TEABF4//HPC設(shè)備的工作電壓擴展到3.0 V，能量密度達到43.9 Wh/kg，功率密度為375 W/kg，并且在10000次循環(huán)后保持90.1%的初始電容。

5. 可靠性和耐久性:HPC材料具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和庫侖效率。在各種電解質(zhì)環(huán)境下的1萬次充放電循環(huán)中，庫侖效率接近100%，耐久性極佳。

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原標題：900℃，3秒，“復(fù)材信息”！無煙煤變多孔碳！”

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