果皮废弃物活性炭用于超级电容器的研究【字数：9011】
超级电容器材料利用样品与溶液中离子形成的双电层电容、反应形成的赝电容，达到快速充放电，并储存电量的目的。本课题将柚子皮经尿素、CaCl2水热反应活化处理，再经预氧化及煅烧，制备成含有氮活性位点的炭材料，并控制不同的水热反应温度和煅烧温度测试该材料在1 mol·L-1 H2SO4和1 mol·L-1 KOH溶液条件下的对称超级电容器性质。经测试，该材料拥有良好的电化学性能。所有样品在 1 mol·L-1 H2SO4溶液中以0.5 A·g-1的电流密度下的放电比容量都在150 ~ 220 F·g-1之间，而在1 mol·L-1 KOH溶液中以0.5 A·g-1的电流密度下的放电比容量都在120 ~ 180 F·g-1之间。整体来看，以700 ℃煅烧制成的样品表现出的电化学性能都优于800 ℃煅烧制成的样品。其中在160 ℃水热温度700 ℃煅烧温度制备所得材料表现最为优异，在1 mol·L-1 H2SO4溶液中表现出200 F·g-1的比容量，经过4000次充放电循环后，材料仍有93 %电容保持率。
目录
1.前言 1
1.1超级电容器 1
1.1.1超级电容器的分类 1
1.1.2超级电容器的原理 2
1.2碳电极超级电容器 3
1.2.1碳电极超级电容器的优缺点.........................................................................................3
1.2.2活性炭材料的制备法.....................................................................................................3
1.2.3提高碳电极超级电容器性能的方法 3
1.3本课题研究的目的和意义 4
2.实验部分 5
2.1实验原料 5
2.2实验仪器 5
2.3实验步骤 5
2.3.1制备氮化活性炭..................................................... *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
........................................................6
2.3.2制作软包测试体系.........................................................................................................6
2.3.3电化学测试.....................................................................................................................7
2.3.4观察表面形貌.................................................................................................................7
3.结果与讨论 8
3.1活性炭的超级电容器性能...................................................................................................8
3.1.1 120℃水热700℃煅烧活性炭在H2SO4中的超级电容器性能..................................8
3.1.2 120℃水热700℃煅烧活性炭在KOH中的超级电容器性能.................................10
3.1.3 120℃水热800℃煅烧活性炭在H2SO4中的超级电容器性能................................12
3.1.4 120℃水热800℃煅烧活性炭在KOH中的超级电容器性能.................................14
3.1.5 160℃水热700℃煅烧活性炭在H2SO4中的超级电容器性能................................16
3.1.6 160℃水热700℃煅烧活性炭在KOH中的超级电容器性能.................................18
3.1.7 160℃水热800℃煅烧活性炭在H2SO4中的超级电容器性能..................................21
3.1.8 160℃水热800℃煅烧活性炭在KOH中的超级电容器性能....................................23
3.2 活性炭的SEM分析.............................................................................................................24
结论 .26
参考文献 27
致谢 28
前言
随着全球能源的日益短缺和环境的恶化，人们不断寻求高效环保的能源以使我们的地球家园能够得到保护。可持续发展理念成为人们的共识，并推动着各种新能源产业的迅速发展。人们在大力发展风能、潮汐能、太阳能的同时，电化学储能装置也被大量运用。超级电容器作为一种新型的绿色储能元件，其研究日益受到关注。超级电容器具有许多优点：1功率密度高2 免维护3 循环寿命长4 安全环保，因此被广泛应用于航天、移动通信、电子信息等领域。
1.1 超级电容器
1.1.1 超级电容器的分类
超级电容器有不同的分类。按储能原理的差异，可分为双电层电容器、法拉第赝电容器和混合型电容器；按电极材料不同，可分为碳基电极电容器、金属氧化物电极电容器和有机聚合物电极电容器；电极材料是否对称可分为对称型电容器和非对称电容器；按照电解液种类来区分，有水系电解液电容器和有机电解液电容器和固体电解液电容器，其中水系电解液电容器又可分为酸性、中性和碱性水系电解液电容器[1]。
其中，碳基电容器一般以双电层原理[2]提供电容，金属氧化物与有机聚合物电容器一般以赝电容原理提供电容，非对称电容器一边采用双电层原理的电极，另一边采用赝电容原理的电极，另外，通过材料的复合加工，单个电极也可以采用双电层和赝电容两种原理提供电容。
酸性电解液和碱性电解液都具有高电导率，低内阻，离子浓度高[3]等优点，本次实验采用了H2SO4和KOH两种电解液来进行测试。
目录
1.前言 1
1.1超级电容器 1
1.1.1超级电容器的分类 1
1.1.2超级电容器的原理 2
1.2碳电极超级电容器 3
1.2.1碳电极超级电容器的优缺点.........................................................................................3
1.2.2活性炭材料的制备法.....................................................................................................3
1.2.3提高碳电极超级电容器性能的方法 3
1.3本课题研究的目的和意义 4
2.实验部分 5
2.1实验原料 5
2.2实验仪器 5
2.3实验步骤 5
2.3.1制备氮化活性炭..................................................... *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
........................................................6
2.3.2制作软包测试体系.........................................................................................................6
2.3.3电化学测试.....................................................................................................................7
2.3.4观察表面形貌.................................................................................................................7
3.结果与讨论 8
3.1活性炭的超级电容器性能...................................................................................................8
3.1.1 120℃水热700℃煅烧活性炭在H2SO4中的超级电容器性能..................................8
3.1.2 120℃水热700℃煅烧活性炭在KOH中的超级电容器性能.................................10
3.1.3 120℃水热800℃煅烧活性炭在H2SO4中的超级电容器性能................................12
3.1.4 120℃水热800℃煅烧活性炭在KOH中的超级电容器性能.................................14
3.1.5 160℃水热700℃煅烧活性炭在H2SO4中的超级电容器性能................................16
3.1.6 160℃水热700℃煅烧活性炭在KOH中的超级电容器性能.................................18
3.1.7 160℃水热800℃煅烧活性炭在H2SO4中的超级电容器性能..................................21
3.1.8 160℃水热800℃煅烧活性炭在KOH中的超级电容器性能....................................23
3.2 活性炭的SEM分析.............................................................................................................24
结论 .26
参考文献 27
致谢 28
前言
随着全球能源的日益短缺和环境的恶化，人们不断寻求高效环保的能源以使我们的地球家园能够得到保护。可持续发展理念成为人们的共识，并推动着各种新能源产业的迅速发展。人们在大力发展风能、潮汐能、太阳能的同时，电化学储能装置也被大量运用。超级电容器作为一种新型的绿色储能元件，其研究日益受到关注。超级电容器具有许多优点：1功率密度高2 免维护3 循环寿命长4 安全环保，因此被广泛应用于航天、移动通信、电子信息等领域。
1.1 超级电容器
1.1.1 超级电容器的分类
超级电容器有不同的分类。按储能原理的差异，可分为双电层电容器、法拉第赝电容器和混合型电容器；按电极材料不同，可分为碳基电极电容器、金属氧化物电极电容器和有机聚合物电极电容器；电极材料是否对称可分为对称型电容器和非对称电容器；按照电解液种类来区分，有水系电解液电容器和有机电解液电容器和固体电解液电容器，其中水系电解液电容器又可分为酸性、中性和碱性水系电解液电容器[1]。
其中，碳基电容器一般以双电层原理[2]提供电容，金属氧化物与有机聚合物电容器一般以赝电容原理提供电容，非对称电容器一边采用双电层原理的电极，另一边采用赝电容原理的电极，另外，通过材料的复合加工，单个电极也可以采用双电层和赝电容两种原理提供电容。
酸性电解液和碱性电解液都具有高电导率，低内阻，离子浓度高[3]等优点，本次实验采用了H2SO4和KOH两种电解液来进行测试。
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