北华大学Chem. Eng. Sci. | 用于水对称超级电容器的三重工程木碳：整合真菌木质素去除，温和碱性活化和碳纳米管改性

背景：随着智能设备快速发展，高功率密度与可持续储能装置的需求日益凸显。水系对称超级电容器（ASSCs）因具备高安全性、低成本及环境友好等特性，成为研究热点之一，但其能量密度受限于水电解导致的狭窄工作电压窗口。木材因其天然各向异性通道有利于电解质离子传输，显示出作为电极材料的潜力，但天然木材直接碳化所得碳材料导电性有限、表面功能基团不足，限制了电化学性能。研究目的：北华大学研究团队旨在通过一种可持续的策略对木材衍生碳进行活化与改性，以提升其作为自支撑碳电极的储能性能。他们报道了一种以速生杨木为碳源，通过整合真菌木质素去除、温和碱性活化和碳纳米管改性的三重工程策略，制备兼具优异电化学性能与分级多孔结构的杨木基多孔碳材料。结论：制得的自支撑三维木质衍生碳电极材料具有高比表面积（1203.6 m2 g-1）和优异的面积比电容（7.5/13.3 F cm-2 @ 2 mA cm-2）。基于该材料组装的水性对称超级电容器实现了扩展的工作电压窗口（0-1.6/0-1.2 V）、出色的能量密度（1.2/1.26 mWh cm-2）和功率密度（66/48 mW cm-2），并在高电流密度下经过10000次循环后仍能保持高电容留存率（89.2%/81.1%），展现了强大的循环稳定性。该工作为可持续能源技术在水性超级电容器中的应用提供了新思路。