超級電容器是一種利用雙電層原理進行電荷儲存的儲能元件,它的出現(xiàn)可以有效填補傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的空白。與傳統(tǒng)電容器相比,超級電容器具有更大的電容量、更高的能量密度以及更寬的工作溫度范圍。與充電電池相比,超級電容器則具有功率密度高、充放電時間短、使用壽命長、安全性能高等優(yōu)點,并且對環(huán)境無污染。因此,超級電容器被認為是未來最具有應用前景的儲能設備之一。影響超級電容器電化學性能的因素有很多,其中最重要的影響因素是電極材料的選擇,因此電極材料制備和性能優(yōu)化被認為是改善超級電容器電化學性能的最有效措施。其中碳電極材料因其原料來源廣泛、制備工藝簡單、價格低廉、導電性良好,以及在電解液中具有良好的物理化學穩(wěn)定性成為研究和應用最多的電極材料。生物質(zhì)原料來源廣泛且可再生,是制備碳電極材料的理想碳源。本研究選擇馬尾藻為原料進行超級電容器用活性炭的制備。馬尾藻作為中國儲量最多的海藻之一,來源極為豐富,分布廣泛,價格低廉。并且具有較高的C、N、O元素含量,預示其在用于制備活性炭時可能具有較高的得率和豐富的表面官能團。本研究開展了馬尾藻基活性炭的制備、表征、改性及其作為超級電容器電極材料的電化學性能研究。采... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２雙電層電容器原理圖??（２）贗電容電容器電荷儲存機理??

?Ｖ??４１．４１?５．４２?３４．９８?３．３９?１．６７?２．４０?１０．７３?１４．９３?７１．９４??圖２－１為水洗干凈的新鮮馬尾藻以及粉碎后馬尾藻物料。??＿＿??圖２－１新鮮馬尾藻及粉碎后馬尾藻物料??ＫＯＨ活化法制備活性炭的過程包括：炭化、活化、水洗和干燥。炭化過程：??將馬尾藻粉末放入管式電阻爐中，按照實驗設計的炭化條件，在氮氣氣氛中進行??炭化處理�；罨^程：將馬尾藻炭化產(chǎn)物按照一定浸漬比放入盛有ＫＯＨ飽和溶??液的鎳坩堝中進行浸漬處理，按照實驗設計的活化條件，將炭化產(chǎn)物／ＫＯＨ混合??物放入氣氛馬弗爐中，在氮氣氣氛下進行活化處理。水洗過程：將活化得到的樣??品放入燒杯中，在帶有磁力攪拌功能的水浴鍋中用０．１?ｍｏｌ?Ｉ；１的鹽酸于９０?°Ｃ酸??洗至中性，然后用去離子水反復水洗，洗去活性炭中多余的水溶性雜質(zhì)離子。將??水洗干凈后的活性炭放入鼓風干燥箱中，于１００?°Ｃ充分干燥，得到馬尾藻基活??性炭。??２．３超級電容器的制備??將馬尾藻基活性炭、導電石墨和聚四氟乙烯乳液按照質(zhì)量比８：１：１的比例混??合，加入適量無水乙醇，用超聲分散處理器處理３０?ｍｉｎ，放入８０。（：的鼓風干燥??２１??

Ｐ／Ｐ〇??圖３－１海藻基活性炭ＷＮ２吸附－解吸附等溫線??圖３－２為六種海藻基活性炭的孔徑分布圖。從圖中可以看出，六組海藻基活??性炭的孔隙結(jié)構(gòu)幾乎全部分布在６?ｎｍ以內(nèi)。微孔主要集中在０．５？１?ｎｍ，中孔主??要集中在２？４?ｎｍ，且微孔含量遠遠多于中孔。??２９??


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