中国矿业大学《Green Chem》：以松木为原料制备摻杂氮碳材料，用于高性能超级电容器

背景：超级电容器作为高效储能器件，其电极材料的性能至关重要。开发低电阻、高性能的电极材料是当前研究热点。利用木材固有的垂直通道结构，并通过调控孔隙和引入杂原子来提升自支撑电极性能，是一种有前景的策略。研究目的：本研究旨在以松木为原料，采用低熔点共晶盐（KNO₃与NaNO₃）辅助的两步热解工艺，制备氮氧共掺杂的自支撑碳电极，并评估其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结论：成功合成了氮氧共掺杂自支撑碳材料KNCW-7，其具有420.1 m² g⁻¹的比表面积和优异的杂原子掺杂水平（氧17.04%，氮2.67%）。该材料在5 mA cm⁻²电流密度下比电容达7.42 F cm⁻²，倍率性能良好。组装的对称超级电容器在2.5 mW cm⁻²功率密度下能量密度为400 μWh cm⁻²，经30,000次循环后电容保持率达96.9%，表现出高能量密度和优异循环稳定性。该工作为木质衍生自支撑碳电极的开发提供了新思路。