双管翅片式垂直壳管相变储热装置在133°C蒸发温度下的实验表征与性能优化

本文创新性地采用卤素掺杂技术提升天然生物质（哈密瓜皮）衍生超级电容器电极材料的性能，通过调控Cl/F掺杂比例制备的Cl, F-HPC-0.5材料展现出超高比表面积（4501 m2 g?1）、优异比电容（469.1 F g?1 @1 A g?1）和循环稳定性（5000次循环后保持96.40%）。组装的对称超级电容器（SSC）在0-1.8V工作电压下实现32.4 Wh kg?1的能量密度，万次循环后容量保持率达93.93%，为高能量密度储能系统提供了新思路。

　　

Highlight

本研究通过NH₄Cl/NaF原位活化法，将哈密瓜皮转化为氮/卤素共掺杂分级多孔碳（Cl, F-HPCs）。其中Cl, F-HPC-0.5材料犹如"分子海绵"，其4501 m² g^?1的比表面积和优化的孔径分布，为离子传输搭建了"高速公路"。

Chemical reagents and materials

实验原料哈密瓜皮取自市售品种，所有化学品均为分析纯。硝酸（HNO₃）、氢氧化钾（KOH）购自北京化工厂，氟化钠（NaF）、氯化铵（NH₄Cl）等试剂来自上海阿拉丁生化科技。

Characterization

扫描电镜（SEM）显示Cl, F-HPC-0.5具有独特的"蜂巢状"多孔结构（图1c），这种三维互穿网络为电解质离子提供了完美的"舞蹈舞台"。XPS分析证实材料表面存在C-Cl和C-F键，这些极性键就像"分子磁铁"显著提升了电极-电解液界面润湿性。

Conclusion

氮/卤素协同掺杂策略如同为碳材料装上"涡轮增压器"：氮原子增强导电性，卤素原子创造更多活性位点。组装的对称超级电容器在10 A g^?1大电流下仍保持93.93%容量，这种"马拉松选手"级的稳定性使其在智能电网调峰领域极具应用潜力。