في هذه الورقة، قام فريق البروفيسور وانغ بو بإعداد سلسلة من الكربون الصلبموادمع هيكل قابل للتعديل باستخدام الشيتوزان كمصدر للكربون، وتحليل العلاقة بين تطور بنية الكربون الصلب وخصائص تخزين الصوديوم.
تم تحضير عينة الكربون الصلب (سي إتش سي-T) بطريقة الكربنة ذات الخطوة الواحدة عند درجات حرارة تلبيد مختلفة. البنية المجهرية لـ سي إتش سي-T هي كما يلي.
وأظهرت العينة الخصائص الهيكلية غير المتبلورة النموذجية للكربون الصلب. مع زيادة درجة الحرارة، من الواضح أن درجة ترتيب العينة تتحسن، ويتم تشكيل المزيد من طبقات الكربون، ويتناقص تباعد طبقة الكربون مع زيادة درجة الحرارة.
كما هو مبين في الشكل،زردتُظهر صور جميع عينات الكربون الصلب قمتين غير متبلورتين، تمثلان المستوى البلوري (002) والمستوى البلوري (100) على التوالي. من أجل التمييز بشكل أفضل بين البنية المجهرية الداخلية للكربون الصلب، تم تركيب الذروة (002) بشكل محيطي، وتم تقسيم البنية الداخلية للكربون الصلب إلى: بنية غير متبلورة للغاية (د)>0.40 نانومتر)، هيكل الجرافيت الزائف (0.36 نانومتر يمكن أن نرى من النتائج الملائمة أنه مع زيادة درجة الحرارة، يتطور الهيكل غير المتبلور بدرجة كبيرة تدريجيًا إلى هيكل شبه جرافيت وهيكل يشبه الجرافيت. بالإضافة إلى ذلك، تشير قيم بطاقة تعريف/اي جي لأطياف رامان أيضًا إلى أن درجة الجرافيت للعينة تزداد مع زيادة درجة الحرارة.
تظهر البيانات الكهروكيميائية أن قدرة سي إتش سي-T تزداد أولاً ثم تتناقص مع زيادة درجة حرارة الكربنة. تتوافق سعة المنصة في منطقة الجهد المنخفض (أقل من 0.1 فولت) مع اتجاه السعة الإجمالي، مما يعني أن"إقحام"الآلية لها التأثير الأكثر أهمية على أداء تخزين الصوديوم الكربوني الصلب. ومع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد تدريجيًا هيكل الجرافيت الزائف داخل العينة، مما يوفر مواقع تخزين أكثر فعالية لأيونات الصوديوم، وبالتالي تزيد السعة. مع الزيادة المستمرة في درجة حرارة الكربنة، يتم تحسين درجة الجرافيت للكربون الصلب بشكل أكبر، ويظهر هيكل يشبه الجرافيت، ولكن لأن أيونات الصوديوم لا يمكنها الدخول إلى البنية الشبيهة بالجرافيتبناء مع تباعد صغير، تفقد عينة الكربون الصلب ذات درجة الحرارة العالية القدرة على تخزين الصوديوم، وبالتالي تنخفض السعة. يُظهر سي إتش سي-1300 أفضل أداء، حيث يوفر سعة تبلغ 317.4 مللي أمبير/ساعة g−1 بكثافة تيار تبلغ 0.5 أمبير g−1 ويحافظ على سعة 238.9 مللي أمبير/ساعة g−1 بعد 1000 دورة، حتى عند تيار كبير يبلغ 5 أمبير ز−1.