2024年10月12日，化工領域權威期刊《Chemical Engineering Journal》在線報道了永利炭基能源催化材料團隊的最新研究成果“Solvent-free mechanochemical synthesis of Mg-gallic acid complex for the fabrication of high-performance supercapacitor porous carbon”。永利2021級本科生程貝為論文第一作者，杜成副教授和解明江教授為論文通訊作者。永利集团為論文唯一通訊單位，團隊其他成員參與了本工作的研究。Chemical Engineering Journal是Elsevier出版社旗下收錄化工領域相關研究成果的一流期刊，中科院SCI化學大類一區TOP期刊，永利集团成果分類A1期刊。

在分子水平上，通過一種簡單合成方法，例如無溶劑方法，從鎂基模闆和低成本前體構建多孔碳用于超級電容器儲能是具有挑戰性的，因為鎂離子與有機配體的配位通常需要溶劑的參與。在此，在沒有溶劑的情況下，我們開發了一種球磨介導的乙酸鎂和沒食子酸的配位來制備多孔碳。本策略的關鍵在于生成揮發性HAc，使反應朝着有利于形成絡合物的方向發展。所得多孔碳（表示為BGMC）具有高微孔比（24.2%，而無模闆衍生的多孔碳為11.1%）、開放式微觀結構和疏水性。作為超級電容器的電極，在水性電解質中，基于BGMC的超級電容器實現了19.2Wh kg^-1@900W kg^-1的高能量密度，而在1.0 M TEABF₄/AN的有機電解質中，基于BGMC的對稱器件在0-3.5 V的寬電壓窗口内提供能量，能量密度為34.4 Wh kg^-1@1750W kg^-1，優于最近報道的碳基對稱超級電容器。此外，在10A g^-1的高電流密度下，BGMC器件可以抵抗30000次循環的連續充電/放電，顯示出優異的循環穩定性。我們的策略涉及模闆和前體分子的無溶劑配位來制備多孔碳，為制備功能性多孔碳開辟了一條具有簡單、可擴展和易于操作特性的路線。

該工作得到了湖北省自然科學基金、永利集团催化材料制備及應用湖北省重點實驗室、電子材料高純原料加工技術湖北省工程中心和分析測試中心的支持。

論文信息：

Solvent-free mechanochemical synthesis of Mg-gallic acid complex for the fabrication of high-performance supercapacitor porous carbon

Bei Cheng, Beina Yang, Xingyan Xie, Liu Wan, Jian Chen, Cheng Du*, Yan Zhang, Mingjiang Xie*

Chem. Eng. J., 2024, 499, 156672.

原文鍊接: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724081634