超级电容器具有高比功率、高能量密度、优异的可逆性和长循环寿命,有望弥补可充电电池与传统电容器之间的差距,是一种潜力巨大且具有广泛应用前景的储能装置。电极材料对超级电容器的性能起到至关重要的作用,因此开发环境友好、结构和表面特性易于调控的电极材料是发展超级电容器的关键内容。生物质热化学制备多孔炭作为超级电容炭是一种潜力巨大的方法,可以实现生物资源开发和绿色储能的协同发展。基于此,本项目选择具有较高碳含量的花生壳作为前驱体,开展了花生壳基多孔炭材料制备及其结构定向修饰调控特性研究,本文的具体研究内容如下:（1）以花生壳为前驱体,KOH、Na OH、KCl和K2CO3为活化剂对花生壳采取两步法进行活化制备多孔电容炭,并探究其活化机制。结果表明,KOH活化所制备的多孔炭比表面积可以达到2936 m~2/g,并呈现出微孔-介孔相结合的分级多孔炭结构,与离子转移、扩散、吸附等电化学反应过程相适应。基于发达的孔隙结构和优异的表面化学性质,KOH-AC作为超级电容器电极材料在1 A/g的电流密度下质量比电容为339 F/g,其能量密度为9.78 W h/kg;在5 A/g的电流密度下进行10000次循环充放电后电容保持率为80%。当电流密度提升至10 A/g时,电极材料的倍率性能为84%。（2）以KOH-AC为炭骨架,研究提出了Cu O纳米颗粒定向构筑制备兼具双层电容与赝电容特性的Cu O负载多孔电容炭的方法。制备的Cu O-AC的比表面积仍保持在2640.55 m~2/g,并具有层次分明的微孔结构。炭骨架表面生成了粒径为10-20 nm的Cu O纳米颗粒,并均匀地嵌于在炭骨架表面。相关结构实现了多孔炭双层电容与法拉第赝电容的耦合。三电极系统中,Cu O-AC在电流密度为1 A/g的比电容为530 F/g,在10 A/g的电流密度下经过10000次充放电后仍然有92.5%电容保持率。用Cu O-AC作为阳极组装非对称超级电容器在功率密度为628.73 W/kg时的能量密度达到11.7 W h/kg。（3）受益于双金属多组分之间的协同效应,构建了生物质多孔电容炭双金属赝电容强化方法,实现电容炭的导电性、倍率性能、稳定性以及电容量的定向强化。研究发现,双金属负载浓度是影响电极材料电化学性能的关键因素。作为电极材料,利用双金属纳米颗粒提供的赝电容和多孔炭产生的双电层电容,AC@Mn Cu-32在1 A/g的电流密度下达到了632 F/g的质量比电容（较KOH-AC提高了125%）,在三电极系统中经过10000次循环后具有90%的高电容保持率。通过使用多孔炭作为负极和AC@Mn Cu-X作为正极材料,组装了非对称超级电容器,其在625 W/kg的功率密度下具有15.7 W h/kg的能量密度。在三种非对称电容器点亮的发光二极管中,AC@Mn Cu-32//AC的续航能力最强并且具有最大亮度,在制备电化学储能装置中具有广泛的潜力。