木材到超级电容器

超级电容器是可以在很短的时间内吸收和释放大量能量的电容器。超级电容器电极的关键要求是大表面积和导电性，并结合简单的生产方法。超级电容器生产中的另一个日益严重的问题是可持续性，主要用于智能手机和电动汽车技术。然而，可持续和经济地生产碳气凝胶作为超级电容器电极材料是可能的，YuShuHongYu及其同事来自中国科学技术大学合肥。

碳气凝胶是超轻导电材料，具有非常大的表面积。它们可以通过两种生产途径制备：第一种和最便宜的从大多数酚类组分开始并产生具有可改变的导电性的气凝胶，而第二种途径基于石墨烯和碳纳米管前体。后一种方法提供高性能的气凝胶，但价格昂贵且不环保。在寻找不同前体的过程中，Yu及其同事发现了一种丰富，价格低廉且可持续的来源：木浆。

嗯，不是真正的木浆，而是它的主要成分，纳米纤维素。植物细胞壁由纤维状纳米纤维素稳定，并且这种可提取物质最近刺激了大量研究和技术发展。它形成了一个高度多孔但非常稳定的透明网络，并且借助于最近的技术-用称为TEMPO的自由基清除剂进行氧化-它形成了具有均匀宽度和长度的高度取向的纤维素纳米纤丝的微孔水凝胶。由于有机气凝胶是通过干燥和热解由水凝胶生产的，因此作者尝试了超临界或冷冻干燥的纳米原纤化纤维素水凝胶的热解。

这组作者说，事实证明，这种方法并不像预期的那样简单，因为冰晶形成和脱水不足阻碍了碳化。这里有一个技巧有帮助。科学家在有机酸催化剂对甲苯磺酸存在下热解干燥的凝胶。该作者报道，催化剂降低了分解温度，产生了“机械稳定且多孔的三维纳米纤维网络”，具有“大比表面积和高导电率”。

作者还证明，他们的木材衍生碳​​气凝胶作为超级电容器应用的无粘合剂电极工作良好。该材料显示出与商业电极相当的电化学性质。该方法是一种有趣且创新的方法，其中制造适用于高性能电子设备的可持续材料。

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