成果简介
本文，山东建筑大学周玉成等研究人员在《Journal of Materials Science》期刊发表名为“A flexible supercapacitor electrode based on carbonized cotton fiber/juglone-modified graphene hydrogel”的论文，研究采用碳化和水热工艺制备了用于超级电容器（SC）的碳化棉纤维/胡桃醌改性氧化石墨烯水凝胶（CCF/GH-JUG）柔性无粘合剂电极。CCF基板具有层状三维多孔结构，可为快速电子转移提供导电通路。由于引入了生长激素和胡桃醌，所制备的电极具有优异的电化学性能。
胡桃醌是一种可再生生物分子，由于芳香结构与碳支架之间稳定的 π-π 相互作用，将其固定在还原的 GH 片上，缩短了离子扩散距离，并确保电极与电解质之间有足够的接触面积，提高了混合电极的快速充电/放电能力和比电容。CCF/GH-JUG 8:3的电极不仅在1Ag-1的电流下表现出453.9Fg-1的高比电容，而且在10 A g-1的电流下表现出89.75%的良好速率能力，以及10,000个循环后87.3%的电容保持率的高稳定性。此外，组装的柔性超级电容器拥有33.72 Wh kg-1的高能量密度，在0.5 A g-1的电流下，功率密度为0.124 kW kg-1，并表示在不同的弯曲角度下电容几乎没有下降。这种具有高电容和长期稳定性的三维大孔石墨烯水凝胶在超级电容器的储能装置中具有良好的应用前景。
图文导读
图1、CCF/GH-JUG水凝胶电极的制备工艺
图2、样品的微观结构
图3、a）CCF/GH-JUG 8:3在不同密度下的CV曲线；b）CCF/GH-JUG 8:3在不同扫描速率下的GCD曲线；c）7 mA cm-2下不同操作窗口的CGD曲线；d）扫描速率为25 mV s-1时不同电压下的CV曲线
图4、a/b） CCF/GH-JUG 8：3电极在0°、90°和180°不同弯曲角度下的GCD和CV曲线;c不同电流密度下所有电极的计算比电容;d）不同弯曲周期下电极的机械柔性;e ）CCF/GH-JUG 8：3柔性SC在10000次充电/放电循环中的电容保持率，证明了装置的良好稳定性和耐久性
小结
综上所述，本文开发了一种相对简单的方法，通过水热工艺制备CCF/GH-JUG电极。CCF的三维多孔结构作为灵活的基质为快速的电子转移提供了连续的导电途径。结果表明，CCF/GH-JUG在未来的可穿戴储能设备领域具有很高的应用潜力。
文献：DOI: 10.1007/s10853-022-08010-0
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