【摘 要】
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随着社会经济的不断发展及绿色发展理念的提出,使能源和环境协同发展共同支撑经济的可持续增长,需要研发新型绿色可持续发展能源储存装置。超级电容器是最高效的储能方式之一,其具有超长的寿命、高功率密度、充放电时间短等优点而备受关注。电极材料是超级电容器性能的关键因素之一。生物质具有低成本、来源广、自身孔结构独特等优势,通过探索恰当的方法活化生物质有望制备具有合适比例的孔隙结构、孔道恰当收缩、表面掺杂的生物
【基金项目】
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山西省自然科学基金（编号:201901D111083）； 中国国家重点研发计划项目（编号:2017YFE0129200）；
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随着社会经济的不断发展及绿色发展理念的提出,使能源和环境协同发展共同支撑经济的可持续增长,需要研发新型绿色可持续发展能源储存装置。超级电容器是最高效的储能方式之一,其具有超长的寿命、高功率密度、充放电时间短等优点而备受关注。电极材料是超级电容器性能的关键因素之一。生物质具有低成本、来源广、自身孔结构独特等优势,通过探索恰当的方法活化生物质有望制备具有合适比例的孔隙结构、孔道恰当收缩、表面掺杂的生物炭,并组装超级电容器的电极具有十分重要的意义。本文的研究内容如下:（1）首次提出以含有60.0%淀粉的茨菇作为多孔碳材料的前驱体,利用惰性氯化钠填充支撑成功制备茨菇基生物炭（CGBC）。典型材料CGBC-800具有较高的氧含量（11.89%）和氮含量（2.60%）,其含有微-介-大孔且比表面积达到了554.0 m~2 g-1。在三电极条件下,1.0 M H2SO4为电解质,电流密度为0.5 A g-1时质量比电容为394.0 F g-1。在两电极系统下,使用CGBC-800组装成对称超级电容器,循环10000圈后电容保持率为101%。（2）选择水生生物质莲蓬杆（lsbc）作为碳前驱体,经水热预处理、再经氯化钠填充支撑、最后采用高温碳化方法制备生物炭。典型多孔生物炭lsbc-800的氧、氮、磷、硫含量分别为7.60%、3.61%、0.18%、0.34%。其比表面积为901.0 m~2 g-1。在三电极体系中1.0 M H2SO4为电解液,电流密度为0.5 A g-1时,其质量比电容为533.5 F g-1;在电流密度为10.0 A g-1时,其质量比电容还可以保持在394.0 F g-1,拥有良好的倍率特性。在两极体系中,其电压窗口最大为1.3 V,在功率密度为162.5 W kg-1时,其能量密度可达22.9 Wh kg-1,拥有良好的实际应用前景。
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