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2025 article

Zinc‐Ion–Cross‐Linked Sodium Alginate‐Wood Hydrogel Electrolyte for Supercapacitors via a Top‐Down Design

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Le résumé fourni par la source

Cellulose‐based hydrogels have gained prominence in hydrogel electrolyte substrate research due to their remarkable flexibility and renewable raw materials. However, cellulose hydrogels produced by traditional bottom‐up synthesis strategies generally suffer from insufficient mechanical properties and low areal‐specific capacitance in constructed capacitors. This study employs a top‐down strategy, utilizing the natural cellulose framework of delignified wood as a structural substrate. Through the synergistic effects of in situ sodium alginate filling and gradient zinc perchlorate cross‐linking, a zinc‐ion–cross‐linked wood‐based hydrogel electrolyte (ZWH) was constructed. When the Zn 2+ concentration in the hydrogel electrolyte was 2 mol·L −1 , the resulting ZWH‐2 material demonstrated breakthrough performance enhancements: achieving a mechanical strength of 9.47 MPa and exhibiting an ionic conductivity as high as 68.97 mS·cm −1 . Energy storage systems utilizing this electrolyte exhibited exceptional electrochemical performance. The activated carbon symmetric supercapacitor and zinc‐activated carbon asymmetric supercapacitor achieved areal‐specific capacitances of 165 and 361 mF·cm −2 at a current density of 2 mA·cm −2 . In this study, zinc ions serve dual roles as both cross‐linkers for the hydrogel and electrolyte components, facilitating a multifunctional electrolyte system with bend resistance. This study offers innovative perspectives for creating sustainable, adaptable energy storage devices suitable for a broad temperature spectrum.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Zinc‐Ion–Cross‐Linked Sodium Alginate‐Wood Hydrogel Electrolyte for Supercapacitors via a Top‐Down Design
Date Crossref
04/11/2025
Éditeur
Wiley
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

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