journal article·2023

Highly conductive and porous lignin-derived carbon fibers

Guosheng Jia, Yan Yu, Xuefen Wang, Chao Jia, Zexu Hu, Senlong Yu, Hengxue Xiang, Meifang Zhu

Materials Horizons· Volume 10· Issue 12
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Abstract

Bio-based carbon fibers derived from lignin have gained significant attention due to their diverse and renewable sources, ease of extraction, and low cost. However, the current limitations of low specific surface area and insufficient electrical conductivity hinder the widespread application of lignin-derived carbon fibers (LCFs). In this work, highly conductive and porous LCFs are developed through melt-blowing, pretreatment, and carbonization processes. The effects of the carbonization temperature and heating rate on the structures and properties of the LCFs are systematically investigated. The resultant LCFs exhibit high electrical conductivity (71 400 S m-1) and a large specific surface area (923 m2 g-1). The assembled lithium-ion battery based on the LCF anodes demonstrates a long cycle life of >800 cycles and a high specific capacity of 466 mA h g-1. The findings of this study hold practical significance for promoting the utilization of lignin in the fields of energy storage, adsorption, and beyond.
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Research context

OpenAlex topics: Supercapacitor Materials and Fabrication · Fiber-reinforced polymer composites · Advanced Battery Materials and Technologies

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China

Funding

Science and Technology Commission of Shanghai Municipality · National Natural Science Foundation of China · Program of Shanghai Academic Research Leader

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