Transition Metal Ions Enable the Transition from Electrospun Prolamin Protein Fibers to Nitrogen-Doped Freestanding Carbon Films for Flexible Supercapacitors
Notice bibliographique
Résumé
Flexible carbon ultrafine fibers are highly desirable in energy storage and conversion devices. Our previous finding showed that electrospun hordein/zein fibers stabilized by Ca 2+ were successfully transferred into nitrogen-doped carbon ultrafine fibers for supercapacitors. However, their relatively brittle nature needed to be improved. Inspired by this stabilizing effect of Ca 2+, in this work, four transition metal divalent cations were used to assist the formation of flexible hordein/zein-derived carbon ultrafine fibers. Without alteration of the electrospinnability, adequate amounts of zinc acetate and cobalt acetate supported the fibrous structure during pyrolysis. This resulted in flexible freestanding carbon films consisting of well-defined fibers with nitrogen-doped graphitic layers and hierarchical pores. These carbon films were easily cut into small square pieces and directly applied as working electrode in the three-electrode testing system without the need for polymer binders or conducting agents. Notably, the hz-Zn0.3-p electrode, synthesized with 0.3 mol/L Zn 2+ and post-acid treatment, exhibited a specific capacitance of 393 F/g (at 1 A/g), a large rate capability (72.3% remained at 20 A/g), and a capacitance retention of ∼98% after 2000 charging–discharging cycles at 10 A/g. These superior electrochemical properties were attributed to the synergistic effects of the well-developed graphitic layers induced by Zn 2+, the nitrogen-decorated carbon structure, and the interconnected channels generated by HCl treatment. This research advances potential applications for prolamin proteins as nitrogen-containing raw materials in developing carbon structures for high-performance supercapacitors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».