中國科大實現小龍蝦殼輔助重質生物油製備高性能超級電容器電極材料

2020-12-18 中國科大新聞網

中國科大實現小龍蝦殼輔助重質生物油製備高性能超級電容器電極材料

中國科學技術大學工程科學學院熱科學和能源工程系朱錫鋒教授研究團隊提出「廢棄生物質製備高性能超級電容器電極材料」的新方法，採用農林廢棄物熱解獲得的重質生物油（HB）和廚餘垃圾中的小龍蝦殼，通過簡單的合成即可製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」為論文標題發表在國際知名期刊《Carbon》上。

該項成果基於生物模板-鹼活化的方法，以小龍蝦殼為輔助材料，從重質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，並對獲得高性能超級電容器電極材料的工藝條件進行了優化。所製備的分層多孔碳（HPCs）在組裝的超級電容器性能測試中表現出1.4V的寬工作電壓和20 W h kg-1的高能量密度，與現有電極材料的性能相比，具有明顯的優勢，可用於包括電動汽車在內的許多應用領域。

該項成果為從農林廢棄物和廚餘垃圾等廢棄生物質資源中獲取高附加值產品開闢了一條新途徑。

小龍蝦殼輔助重質生物油製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計劃（2018YFB1501404）的資助。

論文連結：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.11.083


（工程科學學院熱科學和能源工程系、科研部）

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