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青年学子论坛+中国科学院宁波材料技术与工程研究所+朱斌

生物质废料,超级电容器,能源储存,碳材料

生物质作为可替代石化资源的可再生资源，在基础研究和工业应用领域越来越受到重视。糖类脱水制备平台化合物5-羟甲基糠醛（HMF）是实现生物质高质化转化利用的重要途径。糖类脱水过程中不可避免会通过聚合或裂解副产包括胡敏素在内的少量碳氢化合物，寻找合适的废料处理方法可以进一步实现生物质资源的高效利用。本文通过对糖类脱水制HMF副产废料进行碳化和氢氧化钾活化，优化条件后制备了较高比表面积的多级孔碳材料，作为电极材料应用于超级电容器，发现其具有较高的比电容和充放电稳定性，碳化过程残留的杂原子对于电荷存储行为具有明显影响，后处理掺杂氮元素还能进一步提升储能性能。本文研究结果对于实现可再生资源的深度利用具有重要意义。