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为提升超级电容器性能，研究人员开展了以铜羟基化合物（水胆矾 / 孔雀石，BM）为正极、玉米叶衍生活性炭（AC）为负极的混合型不对称超级电容器（ASC）研究。发现添加 10% wt 聚苯胺（PANI）可提升电容和能量密度，为能源存储及生物质利用提供新途径。
在能源存储领域，超级电容器凭借其高功率输出、快速充放电以及长使用寿命等显著优势，成为极具吸引力的储能解决方案。然而，传统超级电容器也面临着诸多挑战。比如，双电层电容器（EDLC）虽具备出色的循环稳定性，但其能量密度有限，这严重制约了长效储能系统的发展；而赝电容器虽能通过快速可逆的法拉第反应存储电荷，却因氧化还原反应导致材料降解，使得电容在多次充放电循环后大幅下降，循环稳定性成为难题。
为了突破这些困境，研究人员一直致力于寻找更有效的解决办法。不对称超级电容器（ASC）应运而生，它通过结合不同类型的电极材料，将非法拉第电容机制与法拉第反应赝电容行为相结合，有效拓展了电压窗口，提升了储能性能，为未来储能设备的发展带来了新的希望。
此次，来自国外（由文中提及的泰国相关研究信息可知研究人员所在单位为国外）的研究人员在这一领域展开了深入研究。他们以铜羟基化合物水胆矾 / 孔雀石（BM）作为正极材料，利用其有利的法拉第反应特性；同时，选用玉米叶衍生的活性炭（AC）作为负极材料，该材料具有 898.3 m2 g?1 的高比表面积且富含微孔，能够实现负极的非法拉第存储机制。此外，研究人员还进一步探究了不同电容增强剂对各电极电容效率的影响，通过添加玉米叶衍生碳点（CD）和聚苯胺（PANI），研究其对电极性能的作用。
研究人员在实验过程中，运用了扫描电子显微镜（SEM）观察材料的形貌和尺寸，使用 SEM - EDS 分析材料的元素组成等技术手段。通过这些方法，他们深入了解材料的微观结构和成分特性，为研究电容增强剂对电极性能的影响提供了有力依据。
在形貌和物理特性研究方面，SEM 图像展示了 AC、BM 及其复合材料的尺寸和形貌。AC 因 KOH 活化过程呈现出粗糙且多孔的表面，SEM - EDS 分析表明其主要成分是碳，碳和氧的重量占比分别为 73.5% 和 26.5% 。
通过 Dunn 计算，研究人员发现向正极（BM - P10）和负极（AC - P10）均添加 10% wt 的 PANI，能产生最大电容和能量密度，这得益于赝电容行为的增强。在 1 A g?1 的电流密度下，组装的 BM - P10//AC - P10 ASC 装置在 1.5 V 的工作电压窗口下，实现了 187 F g?1 的电容、58.4 W h kg?1 的能量密度、1498.5 W kg?1 的功率密度，并且在 10,000 次循环后电容保持率为 73.3%。
此次研究成果意义重大。一方面，它为可持续且高效的超级电容器的开发指明了方向，有助于推动能源存储领域的发展；另一方面，利用生物质材料玉米叶制备负极材料，为能源领域中生物质的利用提供了新的思路，同时也提供了一种经济高效的策略，有助于降低储能设备的制造成本。该研究成果发表在《Biomass and Bioenergy》上，为后续高性能、耐用且经济的超级电容器的进一步研究和开发奠定了坚实基础，有望在未来能源存储领域得到广泛应用。
