【摘 要】
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在经济全球化的迅猛发展以及创新型的高科技产品日益更新的现代,化石能源的消耗逐步上升,导致了环境污染的问题日益加重。基于这些问题,创造和开发新型的绿色可再生能源和高效能源转换以及存储设备成为了必不可少的工作。其中超级电容器因具备快速充放电和能量存储的特点而受到广泛的关注。然而,超级电容器性能好坏的关键在于电极材料的选择。通常我们所使用的电极材料有活性炭,石墨烯,碳纳米纤维等,但是这些材料制备活性炭的
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在经济全球化的迅猛发展以及创新型的高科技产品日益更新的现代,化石能源的消耗逐步上升,导致了环境污染的问题日益加重。基于这些问题,创造和开发新型的绿色可再生能源和高效能源转换以及存储设备成为了必不可少的工作。其中超级电容器因具备快速充放电和能量存储的特点而受到广泛的关注。然而,超级电容器性能好坏的关键在于电极材料的选择。通常我们所使用的电极材料有活性炭,石墨烯,碳纳米纤维等,但是这些材料制备活性炭的过程不但危险,而且价格昂贵。所以研究绿色环保,廉价易得的生物质碳材料得到了研究者的关注。在此基础上,我们采用的生物质衍生的碳材料不仅制备工艺简单,同时具有很强的可塑性能。利用SEM、XRD、BET、XPS等手段对其进行结构表征,并研究其电化学性能,其结果如下:（1）以来源丰富且低价的废弃物花生壳作为碳前驱体,尿素和硫脲分别为N源和N,S源,制备出了N掺杂的碳材料（NAC）和N,S共掺杂的碳材料（NSAC）。经过实验结果表明,在尿素与硫脲分别于活性炭质量比为2:1的时候混合均匀,碳化温度为900摄氏度时是最佳条件。制备出来的NAC和NSAC用作电极材料,6 M KOH作为电解液,通过电化学性能测试:在0.2 A g-1的电流密度下,测试出其质量比电容分别是80.80 F g-1、90.36 F g-1;之后通过实验测得2000次循环之后(电流密度10 m A g-1),其电容量仍达到初始电容的97.82%,表现了具有优异的循环稳定性。因为制备出来的NSAC具有较好的可塑性,我们通过模具压制成微型3D叉指状,PVA/H2SO4作为电解质,制备出的对称型超级电容器面电容为:715.73 m F cm-2。(一般碳材料的面电容200m F cm-2)。这项工作不仅增强了微型超级电容器的面电容,同时因为较好的可塑性提高了它的实际应用性。（2）非对称型超级电容器因具有较高的电压窗口从而具备高能量密度的特点。所以我们使用锌作为阳极,NSAC作为阴极,三氟甲烷磺酸锌作为电解质,制备出的锌离子混合超级电容器的电压窗口达到1.75 V（一般碳材料制备的对称型超级电容器电压窗口0.8V）,极大的提高了它的能量密度,同时面电容达到了663.89 m F cm-2。具有商业化的可行性。
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