多级孔碳材料的制备及其超级电容器性能研究

作     者：陈野 张一 刘旭坡 高书燕 CHEN Ye;ZHANG Yi;LIU Xupo;GAO Shuyan

作者机构：河南师范大学材料科学与工程学院河南新乡453007 河南师范大学化学化工学院河南新乡453007 

出 版 物：《功能材料》 (Journal of Functional Materials)

年 卷 期：2022年第53卷第4期

页      面：4230-4236页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 081704[工学-应用化学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51872076) 河南省重点研发与推广专项(科技攻关)项目(212102210651) 中国博士后科学基金第69批面上项目(2021M690930) 

主　　题：超级电容器 多级孔碳材料 杂原子掺杂 生物质 

摘      要：超级电容器因其容量大、充放电速度快、循环寿命长、功率密度高、环境污染小以及工作温度范围宽等优点而被广泛关注,可应用于存储再生能量、备用电池和替代电源等众多场景,展现出巨大的应用价值和市场潜力。然而,现有超级电容器较低的能量密度限制了其应用前景,为此研究者们提出了优化电极材料以提高其能量密度的方案。基于此,该研究以生物质——塌地松为碳源,通过高温碳化和氢氧化钾活化制备出性能优异的多级孔碳材料,性能测试证实该材料具有优异的电化学性能(电容:532.0 F/g,能量密度:12.5 Wh/kg,功率密度:5245.6 W/kg)。研究结果表明,高比表面积(3948.6 m^(2)/g)、多级孔结构、均匀孔径分布及杂原子掺杂有利于提高碳材料的比电容,为超级电容器电极材料的选择和制备提供了技术指导。