Biomass-derived activated carbon/MXene composites as supercapacitor electrodes

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1016/j.elecom.2026.108166
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Sustainable and high-performance electrode materials derived from agricultural waste are highly desirable for next-generation supercapacitors. In this work, activated carbons were synthesized from rice husks, walnut shells, and apricot shells via carbonization followed by KOH chemical activation. The obtained biomass-derived carbons exhibit high specific surface areas and well-developed porous structures; however, their electrochemical behavior is strongly governed by pore architecture and structural stability. Among the investigated materials, rice husk-derived activated carbon (RHAC) demonstrates the most stable electrochemical performance, benefiting from its hierarchical micro-mesoporous structure and robust carbon framework. To further enhance the electrochemical properties, RHAC was composited with MXene at different mass ratios (50:50, 60:40, and 70:30). The optimized RHAC/MXene (60:40) electrode delivers a high specific capacitance of ∼255 F/g at 100 mA/g, corresponding to an energy density of ∼35 Wh/kg at a power density of ∼500 W/kg and maintains ∼160 F/g at 2000 mA/g, demonstrating excellent rate capability. In addition, the electrode shows superior cycling stability with ∼85–90% capacitance retention after 10,000 cycles. The enhanced electrochemical performance is attributed to the synergistic interaction between the stable porous RHAC framework and the highly conductive MXene network, enabling efficient ion transport and rapid electron transfer. Overall, this study highlights rice husk-derived activated carbon as a promising and sustainable carbon matrix for MXene-based supercapacitor electrodes and provides valuable insights into the rational design of biomass-derived hybrid materials for advanced energy storage applications.