比表面积（SSA）和孔隙结构是决定碳基超级电容器储能性能的两个关键因素。然而，对于生物基碳电极来说，很难同时控制孔隙结构和实现高SSA。本文，哈尔滨工业大学张幸红教授团队在《Carbon》期刊发表名为“Nature-inspired self-activation method for the controllable synthesis of highly porous carbons for high-performance supercapacitor”的论文，研究通过水凝胶控制的碳化和葡萄糖的活化过程，产生了具有超高SSA和可控孔隙结构的高孔碳（HPCs）。聚丙烯酰胺（PAM）被用作孔隙形成剂，孔隙结构可以通过控制PAM的含量来调节。在PAM含量为60%时，HPCs的最高SSA达到3381m2g-1。此外，由HPCs-60组装的KOH/PVA对称超级电容器不仅表现出优异的能量密度（在125W kg-1的功率密度下为10.9 Wh kg-1），而且还具有高循环稳定性（在20000次循环中损失约10%）和良好的灵活性。所制备的超级电容器可以为多种电子设备提供稳定的电源，表明HPCs在高性能电化学储能装置中具有巨大的应用潜力。
图1。HPCs的制备和形态。
图2.HPC的孔结构
图3.高性能计算的结构特征。
图4.通过三电极系统在6M KOH 电解质中测试的不同HPC样品的电化学性能。
图5.HPCs-60电极的充放电动力学。
图6.HPCs-60准固态对称超级电容器的电化学性能，通过KOH / PVA电解质中的双电极系统进行测试。
图7.将超级电容器组装成电源设备
综上所述，使用创新的水凝胶控制的葡萄糖碳化，开发了一种可扩展的方法，以生产具有超高SSA和可控孔结构的HPC。可以串联集成超级电容器，以满足各种潜在应用的能源和电力需求。结果表明，HPCs是高性能超级电容器的有前途的电极材料。文献：
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.01.013
