Chitin and Cellulose as Constituents of Efficient, Sustainable, and Flexible Zinc-Ion Hybrid Supercapacitors
Notice bibliographique
Résumé
A zinc-ion hybrid supercapacitor (ZIHS) is a prospective energy storage device featuring cost-effectiveness, operational safety, environmental friendliness, high-power performance, and satisfied energy density.1 The sustainability of this ZIHS technology is even improved by introducing biopolymer constituents into the cell construction.2 Herein, efficient, sustainable, and flexible ZIHSs employing polysaccharide (chitin- or cellulose-based) components are developed.3 Using green ionic liquid solvents, biopolymer-bound, activated carbon-based cathode materials and hydrogel biopolymer electrolytes containing conductive zinc salts are obtained. According to systematical characterization results, the prepared materials possess favorable functional properties. Biopolymer binders provide homogeneity and integrity within the electrode network and high adhesion to the surface of the current collector. Depending on the type of zinc salt, hydrogel biopolymer electrolytes display high ionic conductivity (up to 46 mS cm−1), expanded electrochemical stability window (up to ca. 2.8 V), and zinc dendrites growth suppression. Biopolymer components assembled with zinc foil electrodes operate efficiently in both coin and pouch ZIHS cell configurations, providing satisfactory energy (45–50 Wh kg−1) and high power (10–20 kW kg−1) density combined with excellent cycle stability. Moreover, these ZIHS pouch-type devices exhibit superior durability and flexibility, withstanding mechanical stress up to 150° bending states with at least 90% of capacitance retention. It suggests a prospect for their application in wearable electronics.4 References (1) Wang, Y.; Sun, S.; Wu, X.; Liang, H.; Zhang, W. Status and Opportunities of Zinc Ion Hybrid Capacitors: Focus on Carbon Materials, Current Collectors, and Separators. Nano-Micro Lett. 2023, 15 (1), 78. (2) Kasprzak, D.; Mayorga-Martinez, C. C.; Pumera, M. Sustainable and Flexible Energy Storage Devices : A Review. Energy & Fuels 2023, 37, 74–97. (3) Kasprzak, D.; Liu, J. Chitin and Cellulose as Constituents of Efficient, Sustainable, and Flexible Zinc-Ion Hybrid Supercapacitors. Sustain. Mater. Technol. 2023, 38, e00726. (4) Dubal, D. P.; Chodankar, N. R.; Kim, D. H.; Gomez-Romero, P. Towards Flexible Solid-State Supercapacitors for Smart and Wearable Electronics. Chem. Soc. Rev. 2018, 47 (6), 2065–2129. Figure 1. Graphical abstract of the research on biopolymer-based Zn-ion hybrid supercapacitors. Figure 1
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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) | 0,000 | 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 ».