3。2。3  活性炭的电化学阻抗测试 13

结  论 16

参 考 文 献 17

致  谢 18

1  绪论来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

由于不可再生能源日趋枯竭，环境污染问题也逐渐引起人们的高度关注，因此研发新能源和新型储能材料成为当今急于攻克的难题。超级电容器是介于传统电容器与化学电源之间的一种新式储能元件，经考察发现：超级电容器所能供应的能量密度超过传统电容器接近百倍，它具有充电时间短、循环寿命长、功率密度高、温度特性好和经济环保等优势，目前在很多领域都受到广泛关注[1-2]。根据超级电容器的储能机理，超级电容器可分为双电层电容器（电极表面与电解液间双电层储能）和法拉第赝电容（电极表面快速的氧化-还原反应储能）[3]。

超级电容器的核心是电极材料，它极大地影响着超级电容器的电化学性能，因此需要选择具备优异的电化学性能的电极材料作为超级电容器的核心部分。目前研发的电极材料主要有三类，分别为碳材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。但由于金属氧化物电极制作成本较高，制备要求严苛，从而使其使用率较低。导电高聚物超级电容器主要是通过电极材料表面形成可逆的氧化还原反应来完成储能过程。它具有导电性能和电化学活性高、电容量高的优点，但它的循环寿命较短、热稳定性能较差。然而碳材料具备比表面积大、热稳定性高、导电性能好，并且其操作工艺较为简单，制备技术相对成熟，价格低廉的特点,弥补了前两种电极材料的缺陷，成为制作超级电容器电极的首选材料，因此通过制定不同的实验方案，筛选出最佳的活性炭材料成为改良和优化超级电容器的电化学性能的切入点。论文网

可用作超级电容器电极材料的多孔炭主要有活性炭、炭气凝胶、炭纳米管等[4]，在这些碳材料中，活性炭因的比表面积、孔径分布及表面官能团等能够对超级电容器电化学性能产生较为明显的影响，于是它成为制备超级电容器电极的首选材料。活性炭电极用作超级电容器材料的原理是：将涂有活性炭的电极一端全部浸入电解质溶液中，当施加的实际电压比溶液的分解电压地时，电荷在极化电极/电解液的界面进行重排，从而形成紧密的双电层(Electric double layers)存储电荷，而电荷不进行界面转移，该过程中产生的电流为位移电流，该电流基本是由电荷重新排列所产生的。能量以电荷或浓缩的电子的形式存储在活性炭电极的表面，在充电过程当中电子由外电源从正极转移到负极,同时电解质本体中的正负离子分散并移至活性炭电极的表面；而在放电过程当中电子移动方向与充电过程相反，活性炭电极的表面释放出阴阳离子，使之重新回到电解溶液中。

我国作为农业大国，农业废弃物产量大，这些废料一般通过燃烧的方式进行处理，这种最直接的处理方式不但极大地浪费了资源，而且会对空气造成严重的污染，经过相应的操作，将废弃能源材料化，得以成功解决以上的问题。为了实现清洁、绿色、低耗的研发目标，获得来源充足、廉价又可再生的制备原料，因此玉米秸秆成为制备活性炭的极好的原材料。本文以废弃的玉米秸杆为原料，固定了浸泡玉米秸秆的磷酸的浓度、固液比、超声的温度、微波活化的功率及时间等条件，探索了主要操作条件（蒸馏活化时间和温度、超声时间）对制备活性炭的物理性能的影响。通过图像分析找到制备活性炭的最佳的工艺条件，并且以此活性炭作为制备超级电容器的基础材料。