La reacción de Fenton duplicó la eficiencia de activación de carbono de biomasa para supercondensadores de alto rendimiento

Resumen El enorme consumo de álcalis durante la producción de carbono poroso derivado de biomasa conduce a la contaminación y altas emisiones de carbono. Este estudio emplea el concepto de química de Fenton para lograr materiales de carbono poroso jerárquicos a partir de biomasa con una sorprendentemente alta área de superficie específica de 3440 m² g⁻¹ con el doble de eficiencia de activación en comparación con el proceso de activación tradicional. El electrodo de carbono optimizado demuestra una capacitancia específica excepcional de 425.2 F g⁻¹ a una densidad de corriente de 0.1 A g⁻¹ y un excelente rendimiento de tasa (286.1 F g⁻¹ a 100 A g⁻¹) en electrolito de KOH 6 m. El supercondensador habilitado demuestra una notable estabilidad en ciclo, manteniendo hasta el 99.74% de su capacitancia inicial después de someterse a 20,000 ciclos de carga-descarga. Además, se simula la distribución de iones del electrolito en diferentes estructuras de poros utilizando Dinámica Molecular, lo que confirma que la estructura es propicia para la rápida difusión de iones, coincidiendo así con las excelentes propiedades electroquímicas. Los supercondensadores simétricos ensamblados logran una densidad de energía máxima de 42.1 Wh kg⁻¹ (12.1 Wh kg⁻¹ basado en la masa del paquete de celdas) en el electrolito TEABF₄/AN. Este trabajo presenta una técnica efectiva para la formación de estructuras porosas a partir de precursores de biomasa. La nueva metodología puede aplicarse a muchos otros sistemas similares para el almacenamiento de energía y más allá.