고성능 유연한 슈퍼커패시터 전극을 위한 N-도핑 다공성 탄소 나노섬유 매트

탄소 소재는 뛰어난 전기 전도성, 화학 안정성 및 비용 효과성으로 인해 에너지 저장을 위한 슈퍼커패시터의 다목적 소재로 널리 사용됩니다. 그러나 상업적 타당성을 달성하는 데 있어 축전 용량과 에너지 밀도를 향상시키는 것은 여전히 중요한 도전 과제가 남아 있습니다. 요구 사항을 충족하기 위해 폴리아크릴로니트릴과 폴리비닐피롤리돈(PVP) 전기적으로 방적된 나노섬유를 전구체로 사용하여 자유 지지 전극용 N-도핑 탄소 나노섬유 매트(다공성 탄소 나노섬유(PCNF))가 준비됩니다. PVP는 탈착되는 동안 탄소 나노섬유에서 기공을 형성하는 기공 형성제이며, 독특한 다공성 구조는 슈퍼커패시터의 뛰어난 성능을 가져옵니다. 결과는 PCNF30이 255.6 F g−1@2 A g−1의 특정 축전 용량을 나타내며 PCNF0(105.3 F g−1@2 A g−1)보다 약 2.5배 높은 유연성과 전기화학적 특성을 보이고, 100 A g−1에서 약 39.8%의 특정 축전 용량 손실을 보이며 만족스러운 속도 성능을 나타낸다고 보여줍니다. 또한, PCNF30//PCNF30의 대칭 슈퍼커패시터는 1.25 kW kg−1에서 최대 8.85 Wh kg−1의 높은 에너지 밀도를 가지며, 10,000 사이클 후 90.8%의 유지율을 보입니다. 이러한 결과는 유연한 전자 장치에서 PCNF 기반 소재에 대한 효율적인 접근 방식을 제안합니다.