用于超级电容器的山楂基多孔碳电极材料

　　

本研究以山楂粉为原材料，经水热法预碳化得到前驱体，配合高铁酸钾（K₂FeO₄）作为活化剂和改性剂，将初级水热碳与K₂FeO₄按 1:1的质量比（活化比）于玛瑙研钵中充分研磨，在氮气氛围中升温至800 °C煅烧2小时，制备了山楂基多孔碳电极材料（HPPC_1-800）。XRD和拉曼光谱结果表明K₂FeO₄的高温固相刻蚀使局部石墨化晶畴生成。BET分析表明，HPPC_1-800比表面积达1921.5 m²/g，内部形成了交联的微介孔。XPS分析得出骨架表面氧、氮原子相对含量分别为7.49%和2.36%，已成功掺杂到HPPC_1-800中。电化学测试结果显示在6 M KOH三电极体系中，HPPC_1-800在0.5 A/g电流密度下的比电容为74.4 F/g。将其组装为对称扣式超级电容器器件SSC-HPPC_1-800，该器件在功率密度为250 W kg^-1时，其能量密度为2.77 Wh kg^-1；在高功率密度（10,000 W kg^-1）下，保持0.62 Wh kg^-1的能量密度，在5 Ag^-1电流密度下历经5000次恒流充放电循环，比电容保持率维持在100%，库伦效率保持在100%。本研究为废弃生物质的利用提供了可行路径。

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