随着化石燃料过度消耗和环境污染带来的挑战,开发可再生能源和绿色能源技术,以促进未来的能源生产、储存、使用成为重中之重。在实际应用中,能量存储和转换装置的成本、环境友好型、可持续性是我们关注的三大要素。超级电容器被认为是最有潜力的能量存储装置,这是因为其具有稳定性好、寿命周期长、功率密度高、能量密度高、绿色环保等优点。而电解水制氢是一种既环保又高效的能量转换手段。电化学能量存储和转换装置主要依赖于其先进电极材料和电催化剂。由于碳材料具有高比表面积、优异的导电性、高比电容、低成本等特点,使其成为电化学能量存储和转换装置电极材料的不二选择。本工作采用生物质银杏叶和钴盐制备多孔碳及其衍生物,并研究其电化学性能。主要研究内容如下:（1）以银杏叶为碳源和硫源,硝酸铵为活化剂和氮源,通过一步法制备氮/硫共掺杂的分级多孔碳,作为超级电容器的电极材料。在活化过程中,硝酸铵通过氧化还原反应刻蚀碳骨架,产生大量的中孔和微孔,释放出大量的气体,进一步促进了分级孔的形成,同时实现氮的掺杂。结果表明:所制备的多孔碳比表面积可达到672 m² g^–1。在三电极体系中,0.5 A g^–1电流密度下,比电容达到了330.5F g^–1。10 A g^–1电流密度下循环10000次仍然保持85.8%的比电容。此外,组装的对称电容器在400 W kg^–1功率密度下,显示出43.6 Wh kg^–1的高能量密度。（2）以银杏叶、硝酸铵、硝酸钴为原料,采用简单的一步法在低温下制备氮/硫掺杂多孔碳包覆的单质钴（Co/NSPC）。实验发现,加入硝酸铵,可以在显著降低单质钴/多孔碳的合成温度,减少能量的损耗,节约能源。所制备的Co/NSPC在碱性电解质下表现出优异的析氢和析氧能力。10 mA cm^–2电流密度下,电极材料Co/NSPC的析氢过电势和塔菲尔斜率分别为295.1 mV和106.38 mV dec^–1;析氧过电势和塔菲尔斜率分别为376.9 mV和98.4 mV dec^–1。（3）在内容二基础上,以次磷酸钠为磷源,原位复合法制备CoP/NSPC材料,作为水分解反应的电极材料。研究不同碳化温度和钴含量对复合材料性能的影响。结果表明,10 mA cm^–2电流密度下,CoP/NSPC电极材料在酸性电解质中的析氢过电势为129 mV;在碱性电解质中的析氧过电势为286.4 mV,该材料有很好的催化性能。表明合成的CoP/NSPC复合材料可用作电解水的双功能催化剂。