生物质衍生分层多孔碳

氧化还原电解液中比容达843 F/g

利用结构-孔道协同调控，在氧化还原电解液体系中实现电容的异常提升，突破传统碳材料的储能上限。

Khalafallah, Diab · 张运祥 · Dai H. · 刘超 · 张勤芳

Carbon 2024

具体参数

比电容

{'zh': '371.6', 'en': '371.6'} F g⁻¹

电容保持率

{'zh': '94', 'en': '94'} %

比电容（氧化还原电解液）

{'zh': '843', 'en': '843'} F g⁻¹

倍率性能（从 1 到 20 A g⁻¹）

{'zh': '64.7', 'en': '64.7'} %

能量密度

{'zh': '63.8', 'en': '63.8'} Wh kg⁻¹

功率密度

{'zh': '900.2', 'en': '900.2'} W kg⁻¹

循环寿命

{'zh': '90.4', 'en': '90.4'} %

技术优势

电容提升一倍多

通过引入 K₃[Fe(CN)₆] 氧化还原电解液，相同电极的比电容从 371.6 跃升至 843 F g⁻¹。

循环 15,000 次衰减仅 9.6%

在氧化还原电解液中组装的 1.8 V 对称器件展现了超长循环寿命，容量的缓慢下降源于电化学环境的高度可逆性。

孔结构可调，原料普适

通过改变水热时间与生物质前驱体（悬铃木果、芋头根、青椒），可以系统调控碳材料的大孔-介孔-微孔分布，适应不同储能需求。

应用场景

• 超级电容器电极：取代传统活性炭，同等体积下储能翻倍。
• 水系储能器件：实现 1.8 V 高电压水系器件，避免有机电解液易燃风险。
• 柔性储能：多级孔结构适合柔性电极涂覆，易与其他基底集成。
• 生物质碳材料：以悬铃木果、芋头根等废弃物为原料，降低前驱体成本。