Entre os materiais de eletrodo para supercapacitores, materiais à base de carbono são mais comumente usados ​​porque estão disponíveis comercialmente e são baratos, e podem ser produzidos com uma grande área de superfície específica. Dopagem de heteroátomo, especialmente materiais de carbono com dopagem dupla, têm atraído muita atenção nos últimos anos, e têm sido consideradas como uma das estratégias mais eficientes para melhorar o comportamento da capacitância de materiais de carbono porosos. Contudo, a maioria das preparações de materiais de carbono co-dopados envolvem tratamento de alta temperatura e pós-processamento de procedimentos de dopagem. Portanto, é necessário desenvolver uma rota concisa para a produção em larga escala de carbono dual dopado com morfologia e estrutura desejáveis ​​e para atingir alto teor de dopagem.

Em um artigo publicado em Boletim de Ciências , O grupo de pesquisa do Prof. Deli Wang descreve uma rota sintética de duas etapas para fabricar microesferas de carbono co-dopadas com N / S (NSCMs) usando tioureia como dopante. O conteúdo de dopagem N / S é controlado pela variação da temperatura de carbonização. Foi provado que uma quantidade adequada de grupos N e S pode não apenas fornecer pseudo-capacitância, mas também promovem a transferência de elétrons para materiais de carbono, o que garante a posterior utilização das superfícies expostas para armazenamento de carga.

O NSCM otimizado preparado a uma temperatura de carbonização de 800 ° C (NSCM-800) atinge uma alta capacitância de 277,1 F g ^-1 a uma densidade de corrente de 0,3 A g ^-1 , e uma retenção de alta capacitância de 98,2 por cento após 5000 ciclos. Uma vez que os precursores usados ​​nesta estratégia são glicose e tioureia, que são baratos e amplamente usados, a produção de alto teor de dopagem de materiais de carbono co-dopados pode ser facilmente ampliada para aplicações práticas de supercondensadores.