中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院熱科學(xué)和能源工程系朱錫鋒教授研究團(tuán)隊提出“廢棄生物質(zhì)制備高性能超級電容器電極材料”的新方法，采用農(nóng)林廢棄物熱解獲得的重質(zhì)生物油（HB）和廚余垃圾中的小龍蝦殼，通過簡單的合成即可制備高性能超級電容器的電極材料。該研究成果近期以“Synthesis of 3D-interconnected hierarchical porous carbon from heavy fraction of bio-oil using crayfish shell as the biological template for high-performance supercapacitors”為論文標(biāo)題發(fā)表在國際知名期刊《Carbon》上。
該項成果基于生物模板-堿活化的方法，以小龍蝦殼為輔助材料，從重質(zhì)生物油中成功合成了具有超高比表面積（3095 m2g-1）、高孔容（1.66 cm3g-1）和適宜氧原子含量（7.83 at.%）的分層多孔碳（HPCs）；同時還研究了活化溫度對分層多孔碳（HPCs）雜原子含量的影響，并對獲得高性能超級電容器電極材料的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。所制備的分層多孔碳（HPCs）在組裝的超級電容器性能測試中表現(xiàn)出1.4V的寬工作電壓和20 W h kg-1的高能量密度，與現(xiàn)有電極材料的性能相比，具有明顯的優(yōu)勢，可用于包括電動汽車在內(nèi)的許多應(yīng)用領(lǐng)域。
該項成果為從農(nóng)林廢棄物和廚余垃圾等廢棄生物質(zhì)資源中獲取高附加值產(chǎn)品開辟了一條新途徑。
小龍蝦殼輔助重質(zhì)生物油制備高性能超級電容器電極材料示意圖
論文的第一作者是熱科學(xué)和能源工程系碩士生羅澤軍，通訊作者是朱錫鋒教授。本項目獲得了國家重點研發(fā)計劃（2018YFB1501404）的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.11.083
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