高效节能环保生物质碳/Co3O4超级电容器设计及应用

序号:217 赛区:华中赛区 得票数:49


世界人口增长,能源和资源短缺问题凸显。在这种情况下可持续发展观念应运而生,并不断受到重视。当下可再生能源的开发已经成为研究的重点,在众多可持续储能装置中,超级电容器由于其优异的性能,成为当下最有发展前景的电化学能量储存装置之一。超级电容器相对于传统的电容器和电池而言,具有循环稳定性好、功率密度与能量密度大、可逆性好等优点,在储能汽车,航空航天产业有着良好的发展前景。目前为使超级电容器更加环保,在电极片材料上会选择一些绿色环保材料,如生物质碳材料。并且生物质碳材料具有稳定性优良、导热导电性好、符合人们的环保理念等特点。 将Co3O4与碳材料进行复合是降低材料密度并提高电极稳定性的重要途径。芹菜生物质碳材料价格廉价且来源丰富,同时芹菜呈现片层多孔状,有利于电化学过程离子的传输,其作为电容器电极材料稳定性好但比容量低,而Co3O4作为赝电容型电极材料具有极高的理论比电容容量。为了构建高比容量的生物质碳基电极材料,本项目制备了Co3O4修饰的芹菜生物质碳/Co3O4复合材料。为了探究Co3O4修饰物的含量对于样品性能的影响,我们根据钴离子与生物质碳的质量分数设计了5组实验,最终实验证明当的Co3O4含量为150 wt%时,电极材料的比电容达到最大,这说明在生物质碳中加入Co3O4可以大幅度提高材料电化学性能。该研究为芹菜等生物质碳材料的功能化提供了实验基础。