超級電容器是一種可以在具有高度多孔結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料上存儲電能的設(shè)備。與鋰離子電池相比，碳基電化學(xué)電容器表現(xiàn)出快速的充電/放電速率和高功率密度，但受能量密度低的限制。我們使用自組裝方法從石墨烯/碳化的金屬-有機骨架復(fù)合材料中構(gòu)建了三維石墨烯基納米多孔碳，該碳具有較高的比表面積（1849 m
2 g
-1），在水性電解質(zhì)中1 mV/s下472 F/g和1 A/g下420 F/g的顯著電容。在電壓窗口高達(dá)3 V的有機電解質(zhì)中測得1 1 A/g下397 F/g的比電容導(dǎo)致在對稱電容器器件中實現(xiàn)124.1 Wh/kg的高能量密度。這種材料的發(fā)展接近碳基材料的理論電容（550 F/g），并且易于擴展到實際應(yīng)用。
Figure 1. （a）GNPC對稱超級電容器的制造示意圖。（b）氧化石墨烯、（c）GO-MOF配合物和（d）GNPC的TEM圖像。插圖：GNPC的HRTEM圖像。GNPC材料的（e）XRD圖、（f）孔徑寬度分布和（g）拉曼光譜。
Figure 2. GNPC-0.75、NPC和基于石墨烯的對稱超級電容器在水性電解質(zhì)中的電化學(xué)性能：（a-b）CV曲線和基于CV測試的電容值。（c-d）恒電流充電/放電曲線和基于GCD測試的電容值。（e）GNPC-0.75和NPC的奈奎斯特圖。插圖：高頻區(qū)域。（f）GNPC-0.75、NPC和石墨烯材料的波特圖。（g）GNPC-0.75樣品的Ragone圖。（h）GNPC-0.75材料的循環(huán)穩(wěn)定性。
Figure 3. 基于GNPC-0.75的對稱超級電容器在有機電解質(zhì)中的電化學(xué)性能：基于GNPC-0.75材料的超級電容器設(shè)備的（a）CV曲線、（b）GCD曲線、（c）Nyquist圖、（d）Bode圖和（e）Ragone圖。插圖：由基于GNPC-0.75的超級電容器設(shè)備供電的兩個2.7 V LED。（f）GNPC-0.75材料的循環(huán)穩(wěn)定性。
相關(guān)研究成果于2020年由西波美拉尼亞技術(shù)大學(xué)Xuecheng Chen課題組和中國科學(xué)院Xuecheng Chen課題組，發(fā)表在Carbon（2020, 157, 55-63）上。原文：Three dimensional graphene/carbonized metal-organic frameworks based high-performance supercapacitor。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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