成果简介
随着能源、资源和环境挑战的日益增加，迫切需要开发基于可再生材料的可再生能源和相应的高效储能技术。最近，利用生物质和生物技术制备用于储能装置的电极材料越来越受到关注。本文，湖南大学陈旭丽课题在《Int. J. Energy Res》期刊发表名为“Interconnected hierarchical porous carbon synthesized from freeze-dried celery for supercapacitor with high performance”的论文，研究提出使用生物质、芹菜作为材料来源，开发了一种制备高品质石墨化多孔碳的新方法。芹菜不是直接碳化，而是首先冷冻干燥以保护生物质的原始元素和结构。此外，为了在所生产的材料中雕刻更多的纳米级孔隙，通过研究适当的碳化温度和时间，还对以下碳化工艺进行了很大的修改。所以，可以在被保护的微米级原始孔隙和新形成的纳米级孔隙的基础上形成相互连接的分级多孔结构。所得互连分层多孔碳（IHPC）用于制备超级电容器电极并表现出优异的储能性能。无需任何额外的激活或掺杂过程，所得电极的比电容达到 350.0Fg-1 at 1Ag-1，是直接碳化材料的5.28倍。功率密度达到8.0 kW kg -1，能量密度保持在16.3 Wh kg -1。
图文导读
图1、3D IHPC的制备过程示意图
图2、IHPC-800 的表征
图3、C-800 和 IHPC-700、800、900 的电化学表征。
图4、IHPC-800-30、60、120 的电化学表
图5、IHPC-800 的电化学表征
图6、对称超级电容器的电化学表征
小结
总之，我们开发了一种基于可再生生物质和生物技术制备高品质石墨化互连分级多孔碳的新方法。通过系统优化，有望大规模生产基于生物质的高性能超级电容器电极材料。此外，除超级电容器外，该方法还可广泛应用于制备锂离子电池电极材料。
文献：
https://doi.org/10.1002/er.6437