近日，南京林業(yè)大學博士研究生王峰以第一作者身份在材料領域國際頂級學術期刊《Advanced Functional Materials》（影響因子16.83）上發(fā)表了題為“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）。蔣少華教授、段改改副教授和韓國先進技術研究院(KAIST) Il-Doo Kim教授為通訊作者，南京林業(yè)大學為成果完成第一單位。該成果得到了國家自然科學基金，江蘇省自然科學基金，以及南京林業(yè)大學標志性成果培育項目等資助。

超級電容器是一種儲能裝置，其特點是充放電周期快，循環(huán)壽命長，功率密度高，適合各種大功率應用。然而，由于其低能量密度和高成本限制了其大規(guī)模的商業(yè)應用，開發(fā)一種低成本的厚電極系統(tǒng)變得尤為必要。因此，以一種簡單、綠色的方式從厚碳電極設計具有高面積/體積能量密度的儲能裝置仍具有很大的吸引力，但仍然存在挑戰(zhàn)。纖維素是一種來源豐富、成本低廉的厚碳電極前驅體，通常采用化學活化劑和熱解途徑活化，以獲得較高的電化學性能。但還存在活化條件惡劣，多孔結構易坍塌，成本較高等有待解決的問題。

圖1. 基于酶解誘導的木材分級多孔結構碳厚電極制備對稱的超級電容器

本工作旨在通過纖維素酶誘導合成三維自支撐木質基厚碳電極，通過溫和、簡單和綠色的酶解處理，用于高面積/體積能量密度的超級電容器。得益于酶解誘導的木材具有高比表面積(1418 m2 g-1)、優(yōu)異的分級多孔結構，以及豐富的活性位點，經(jīng)酶解誘導的厚碳電極組裝成的對稱超級電容器在20 mA cm-2條件下經(jīng)過15 000次長期循環(huán)后，仍可維持86.58%的電容保持率且能實現(xiàn)0.21 mWh cm-2/0.99 mWh cm-3的高面/體積能量密度。值得注意的是，這種設計高比表面積材料的簡單、通用策略，可為木質基材料的多功能應用提供新的研究思路與參考。

王峰為該校2018級材料科學與工程學院博士生，主要從事木質基碳電極在電化學儲能的應用研究，近年來先后在Advanced Functional Materials (DOI: , Chemical Engineering Journal，Applied Energy , Chinese Chemical Letters等高水平雜志上發(fā)表多項研究性工作。