Boosting hybrid capacitive-intercalative Al-ion storage with N-F doped nanocarbon electrodes
Notice bibliographique
Résumé
Aluminum-ion (Al-ion) storage with carbon cathode provides a lightweight and cost-effective alternative to lithium-ion batteries due to the hybrid charge storage mechanism, combining intercalation of aluminum ions (Al 3+ ) and polyatomic ions (Al 2 Cl 7 − ) with the inherent capacitive behavior of carbon. This study explores the influence of gas doping on the structural and electrochemical properties of nanoporous carbon (NPC). Pristine doping with nitrogen (N) and argon (Ar) results in NPC with limited surface porosity, while N-F doping significantly improves structural characteristics, yielding NPC with a high surface area of 3048 m 2 g −1 and uniformly distributed pores (25–130 nm). This enhanced porosity provides abundant active sites for hybrid charge storage, facilitating both ion intercalation and pseudocapacitive mechanisms. The Al-ion device (Al|AlCl 3 -EMImCl|N-F doped NPC) achieves a specific capacity of 197 mAh g −1 at 0.5 A g −1 , with 97 % coulombic efficiency over 25 cycles. This performance arises from efficient ion adsorption and partial redox reactions involving Al 3+ and Al 2 Cl 7 − ions. Pseudocapacitive behavior is particularly evident at low frequencies, where the phase angle (φ) approaches 90° and cyclic stability challenges persist due to Al 3+ ion trapping at the NPC-electrolyte interface.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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)
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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 tête enseignante, 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 ».