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中國(guó)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(duì)提出“廢棄生物質(zhì)制備高性能超級(jí)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(guò)簡(jiǎn)單的合成即可制備高性能超級(jí)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(guó)際知名期刊《Carbon》上。

該項(xiàng)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(shí)還研究了活化溫度對(duì)分層多孔碳（HPCs）雜原子含量的影響，并對(duì)獲得高性能超級(jí)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(jí)電容器性能測(cè)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(shì)，可用于包括電動(dòng)汽車(chē)在內(nèi)的許多應(yīng)用領(lǐng)域。

該項(xiàng)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(kāi)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(jí)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(xiàng)目獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFB1501404）的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.11.083

（工程科學(xué)學(xué)院熱科學(xué)和能源工程系、科研部）