基于热电模块快速储冷的柔性复合相变材料头盔降温贴片设计

本文创新性地采用NH4Cl/NaF原位活化法构建卤素掺杂多孔碳材料（Cl,F-HPC-0.5），其具有4501 m2 g?1超高比表面积和469.1 F g?1@1 A g?1优异比电容。组装的对称超级电容器（SC）在1.8 V电压窗口下实现32.4 Wh kg?1能量密度，10,000次循环后容量保持率达93.93%，为生物质衍生碳材料在高效储能领域的应用提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过环境友好的卤素掺杂策略，成功将哈密瓜皮转化为高性能超级电容器电极材料。Cl,F-HPC-0.5材料展现出类石墨烯的层状多孔结构，其4501 m² g^?1的比表面积创下生物质碳材料的新纪录，犹如为离子搭建了立体高速公路网络。

Chemical reagents and materials

实验选用市售哈密瓜皮为原料，硝酸（HNO₃）、氢氧化钾（KOH）等试剂均来自北京化工厂，NaF和NH₄Cl则扮演着"结构雕刻师"的角色，在高温下精准刻蚀出分级多孔结构。

Characterization

扫描电镜（SEM）图像生动展示出Cl,F-HPC-0.5独特的"千疮百孔"形貌，这些相互贯通的孔道如同精心设计的蜂巢，为电解质离子提供快速扩散通道。X射线光电子能谱（XPS）则揭秘了材料中N、Cl、F原子的协同作用，它们像电子"调度员"一样优化电荷分布。

Conclusion

这项研究实现了"果皮变黄金"的材料蜕变：通过卤素原子(N,Cl,F)的精准调控，材料同时获得优异的比电容（469.1 F g^?1）和惊人的循环稳定性（10,000次循环后93.93%保持率），犹如为超级电容器装上了"永动机"。