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生物质碳作为超级电容器电极材料的研究进展

2017-03-10董小妹

辽宁化工 2017年6期

董小妹

(温州大学 化学与材料工程学院,浙江 温州 325000)

随着农业和工业的迅速发展,伴随着人口的快速增长,全球能源的消耗速度非常惊人,能源耗竭和环境污染是目前人类发展面临的两大难题,因此必须大力发展成本低廉易得、环境友好且可持续的新型能量存储和能量转换装置来满足现代社会的发展以及日益突出的环境问题。碳材料易得,尤其是生物质碳材料,不仅比表面积比较高,且化学稳定性较好,导电性好,工作范围比较宽,低廉易得,目前被广泛应用于超级电容器的电极材料。

1 生物质碳材料的研究现状

超级电容器是最有发展前景的电化学能量储存装置。电极材料的孔的可用性、材料的导电性和电极的润湿性等都是由材料表面的官能团种类决定的。在超级电容器的应用中,碳材料是应用最为广泛的电极材料,它具有优异的物理化学性质,包括导电性好、孔隙率可调、易加工以及形式多样性等。通常通过制备具有高比表面积(通过选择合适的活化方法)的碳材料,形成特殊的表面电子结构(通过选择特定的碳前体或一些其它添加剂)或特定的形态结构来实现对用于超级电容器的高性能碳基材料的追求(通过纳米铸造和其他合成技术)。

1.1 活化的生物质衍生碳

从经济角度来看,基于活性炭的电极材料成本低,这对于超级电容器是很有吸引力的。后活化过程对于活性碳官能团的转换和孔隙率的分布是至关重要的,因为这些对比电容有很明显的影响。……

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