不斷增長的能源消耗和伴隨的環(huán)境危機(jī)引發(fā)了對清潔、先進(jìn)及可再生能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的迫切需求。超級電容器在過去幾十年中已經(jīng)引起了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界前所未有的關(guān)注,主要是因?yàn)槠涑叩墓β拭芏?¹0 kW kg^-1),快速的充電/放電速率,長的循環(huán)壽命(>10萬次循環(huán)),低的運(yùn)行/維護(hù)成本和安全的操作環(huán)境。得益其快速的吸附/解吸附能量存儲(chǔ)機(jī)制,超級電容器大大填補(bǔ)了可充電電池和傳統(tǒng)電容器之間的能量差距,具有比電池更大的功率密度和比傳統(tǒng)電容器更高的能量密度。盡管超級電容器有許多優(yōu)點(diǎn),但相對低的能量密度仍然阻礙了其進(jìn)一步應(yīng)用。由于結(jié)構(gòu)多樣和化學(xué)穩(wěn)定性好,碳材料在超級電容器領(lǐng)域占據(jù)著至關(guān)重要的地位。然而,對于傳統(tǒng)的碳材料來說,不可再生的前驅(qū)體、高腐蝕性試劑、復(fù)雜的制備工藝和高成本阻礙了其進(jìn)一步大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。可再生生物質(zhì)及其衍生物具有易得、來源廣泛、成本低且環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),是制備雜原子摻雜分級多孔碳的理想驅(qū)前體。因此,本文選擇將生物質(zhì)材料作為前驅(qū)體,經(jīng)過簡單的活化造孔,得到了一系列高性能的生物質(zhì)基碳材料,系統(tǒng)研究了材料的孔結(jié)構(gòu)、比表面積、雜原子官能團(tuán)對電化學(xué)性...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1不同能量儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換裝置的Ragone圖

氣候變暖以及石油供應(yīng)無法滿足全球能源需求的雙重危機(jī)是的主要社會(huì)、政治和經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)。有限的石油儲(chǔ)備和快速增長的免地迫使人類放棄石油作為主要能源。因此，尋求低碳、綠色的清潔能源已成為滿足全球范圍緊急能源需求的關(guān)鍵。雖然太能等清潔能源已經(jīng)被開發(fā)以及使用，然而人類對自然現(xiàn)象的控以滿足現(xiàn)代化....

圖1.2超級電容器結(jié)構(gòu)示意圖

威科技、常州華威電子等上百家企業(yè)也在擴(kuò)大和加強(qiáng)容器的結(jié)構(gòu)2所示，超級電容器主要由以下幾個(gè)部分組成[6,7]：（1）優(yōu)異的穩(wěn)定性，具有較高的耐腐蝕性，同時(shí)其電阻不能是泡沫鎳、泡沫銅等，集流體的主要作用是引出儲(chǔ)存在）電極材料，構(gòu)成電極材料的物質(zhì)一般包括碳材料、金、金屬硫化物以及導(dǎo)電....

圖1.3(a)雙電層電容器模型；(b)贗電容電容器模型

1.2.3超級電容器的工作原理超級電容器存儲(chǔ)能量的方式主要基于：（1）來自電極界面處純靜電荷累積的雙電層電容(EDLC)；（2）氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的贗電容。雙電層電容器使用高比表面積材料（如活性碳或衍生物）來提供高靜電雙層電容[9]，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電電極界面處的電荷分離，其工作原理如圖....

圖1.4二維的石墨烯可以構(gòu)建其他維度的碳材料：零維的C60，一維碳納米管和三維石墨[70]

管具有優(yōu)越的電化學(xué)性能，不過有限的比表面積，不易提純和高昂的生產(chǎn)成本等問題仍然阻礙著碳納米管的大規(guī)模應(yīng)用。圖1.4二維的石墨烯可以構(gòu)建其他維度的碳材料：零維的C60，一維碳納米管和三維石墨[70]。Fig.1.42Dgrapheneisusedtocreaeot....

本文編號：3932352