南京林业大学《AFM》：超级电容器研究获得重要进展！

近日，南京林业大学博士研究生王峰以第一作者身份在材料领域国际顶级学术期刊《Advanced Functional Materials》（影响因子16.83）上发表了题为“Pyrolysis of Enzymolysis-Treated Wood: Hierarchically Assembled Porous Carbon Electrode for Advanced Energy Storage Devices”的研究性文章（DOI: 10.1002/adfm.202101077）。蒋少华教授、段改改副教授和韩国先进技术研究院(KAIST) Il-Doo Kim教授为通讯作者，南京林业大学为成果完成第一单位。该成果得到了国家自然科学基金，江苏省自然科学基金，以及南京林业大学标志性成果培育项目等资助。

超级电容器是一种储能装置，其特点是充放电周期快，循环寿命长，功率密度高，适合各种大功率应用。然而，由于其低能量密度和高成本限制了其大规模的商业应用，开发一种低成本的厚电极系统变得尤为必要。因此，以一种简单、绿色的方式从厚碳电极设计具有高面积/体积能量密度的储能装置仍具有很大的吸引力，但仍然存在挑战。纤维素是一种来源丰富、成本低廉的厚碳电极前驱体，通常采用化学活化剂和热解途径活化，以获得较高的电化学性能。但还存在活化条件恶劣，多孔结构易坍塌，成本较高等有待解决的问题。

图1. 基于酶解诱导的木材分级多孔结构碳厚电极制备对称的超级电容器

本工作旨在通过纤维素酶诱导合成三维自支撑木质基厚碳电极，通过温和、简单和绿色的酶解处理，用于高面积/体积能量密度的超级电容器。得益于酶解诱导的木材具有高比表面积(1418 m2 g-1)、优异的分级多孔结构，以及丰富的活性位点，经酶解诱导的厚碳电极组装成的对称超级电容器在20 mA cm-2条件下经过15 000次长期循环后，仍可维持86.58%的电容保持率且能实现0.21 mWh cm-2/0.99 mWh cm-3的高面/体积能量密度。值得注意的是，这种设计高比表面积材料的简单、通用策略，可为木质基材料的多功能应用提供新的研究思路与参考。

王峰为该校2018级材料科学与工程学院博士生，主要从事木质基碳电极在电化学储能的应用研究，近年来先后在Advanced Functional Materials (DOI: , Chemical Engineering Journal，Applied Energy , Chinese Chemical Letters等高水平杂志上发表多项研究性工作。