【摘 要】
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经济的快速发展导致能源问题日益突出,也促进了储能装置的研究,双电层电容器（Electric Double Layer Capacitor,EDLC）作为新型的储能装置而备受关注,其电极材料直接决定其性能,不同原料制备出的电极材料性能各不相同。以褐煤、玉米芯、松木屑为原料制备双电层电容器用活性炭电极材料,向褐煤在高温萃取后得到的无灰煤中分别添加玉米芯和松木屑,以KOH为活化剂制备活性炭。通过XRD、
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经济的快速发展导致能源问题日益突出,也促进了储能装置的研究,双电层电容器（Electric Double Layer Capacitor,EDLC）作为新型的储能装置而备受关注,其电极材料直接决定其性能,不同原料制备出的电极材料性能各不相同。以褐煤、玉米芯、松木屑为原料制备双电层电容器用活性炭电极材料,向褐煤在高温萃取后得到的无灰煤中分别添加玉米芯和松木屑,以KOH为活化剂制备活性炭。通过XRD、FT-IR、SEM和BET表征其结构,通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试其电化学性能,探究不同生物质添加量下活性炭的区别。对比添加不同生物质时制备出的活性炭性能,探究不同生物质组分对活性炭性能的影响。研究结果表明向无灰煤中添加适量生物质能提高所制备活性炭的电化学性能。添加玉米芯时的最佳制备条件为:玉米芯的添加量为25%,活化温度为750℃、活化时间为90 min、KOH与原料的质量比为5:1,所制备活性炭比表面积达到了3146.6 m~2/g,0.5～1.5 nm范围内的有效孔达到了73.52%,在0.05 A/g的电流密度下比电容为359.01 F/g;添加松木屑时的最佳制备条件为:松木屑的添加量为30%,活化温度为750℃、活化时间为90 min、KOH与原料的质量比为5:1,此时比表面积达到了2694.7 m~2/g,0.5～1.5 nm范围内的有效孔达到了70.76%,在0.05 A/g的电流密度下其比电容为321.36 F/g。通过对添加不同生物质制备得到的活性炭进行对比研究发现:无灰煤和生物质在共热解过程中生成了更多气体和小分子挥发分物质,对活性炭有开孔和扩孔作用,使得其电化学性能得到提高。添加纤维素和半纤维素含量高的生物质对提高活性炭的电化学性能更有利,从整体占比看,在无灰煤中添加类似种类生物质时,纤维素半纤维素含量在15%～25%、木质素在2%～10%范围时比电容可超过300 F/g,能量密度可达27 Wh/kg以上。图64幅;表20个;参62篇。
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