淀粉衍生碳海绵的孔结构优化与表面氧化还原赝电容协同提升高性能超级电容器性能

本文推荐：作者通过KHCO3活化淀粉衍生碳海绵（SCS），并引入H3PMo12O40调控孔结构与表面氧化还原赝电容（redox pseudocapacitance）。所得材料SCS-P具有更高介孔率、导电性和亲水性，在1 M H2SO4中实现512 F g-1（0.5 A g-1）的高比电容，对称超级电容器（SC）弛豫时间仅1.9秒，显著优于未改性样品。

　　

Highlight
淀粉衍生碳海绵（SCS）采用KHCO₃作为活化剂，在碳化过程中释放的CO₂气泡作为模板形成三维多孔结构，同时引入含氧官能团。添加微量H₃PMo₁₂O₄₀可减小气泡尺寸，提升活化碳海绵（SCS-P）的比表面积和介孔数量。嵌入的MoO_3-x簇与氧空位协同调控表面电子特性，为设计定制化孔结构的电荷存储材料提供新策略。

Results and discussion
电镜分析显示，未使用KHCO₃的淀粉碳材料（SCM）呈块状致密结构，而SCS呈现海绵状多孔形貌。KHCO₃分解产生的气泡模板显著增加介孔比例，H₃PMo₁₂O₄₀的引入进一步优化孔径分布。XPS证实MoO_3-x簇的存在增强导电性和亲水性，其表面氧化还原反应贡献快速赝电容。

Conclusions
SCS-P在1 M H₂SO₄中展现卓越倍率性能（277 F g^-1@50 A g^-1），归因于更低的电荷转移与扩散阻抗。对称超级电容器1.9秒的快速弛豫时间，凸显其在功率型储能器件中的应用潜力。