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由于世界人口的爆炸性增长导致全球化石燃料能源的迅速消耗,迫切需求开发清洁、低成本和高效的可替代能源。新能源（例如风能,太阳能,水力发电和生物质）的不稳定供给使其无法作为可持续能源技术的提供者,电池和超级电容器这类可持续电源仍然成为全球能源使用的主要载体。与电池相比,超级电容器具有充电速度快、寿命长、承受的温度范围广以及对自然界无毒等优点,因而成为储能器件研究的热点。在影响超级电容器性能的因素中,电解质和电极材料的选择尤为重要,从环保和可再生的角度考虑,本论文选择生物碳材料作为对称性超级电容器的电极材料,研究内容如下:1、使用银杏枯叶作为原料,经碳化并结合KOH活化,合成了一系列多孔碳基超级电容器电极材料（GCK）。详细表征了银杏叶多孔碳的形貌和结构,最优多孔碳电极GCK2的比表面积可达1013 m2 g-1。探究了酸、碱性电解质对电极性能的影响,结果显示,在1.0 M H2SO4和6.0 M KOH电解质中,电流密度为1.0 A g-1时,GCK2电极的比电容分别达到563.5和436.5 F g-1,且在两种电解质中均显示出优异的倍率能力和循环稳定性。值得注意的是,由GCK2材料组装的对称超级电容器表现出出色的性能,优于迄今为止报道的其他由银杏叶衍生的多孔碳。表明在高能量和功率密度的储能设备方面GCK2具有一定的应用潜力。2、选择板栗壳为碳源（CC）,碳化后分别选用ZnCl2（-Cl）、KOH（-OH）和K2CO3（-CO3）活化,对不同活化剂活化后的电极材料（CC700-Cl）（CC700-OH）（CC700-CO3）形貌和性能进行对比,发现CC700-OH具有孔/片穿插的层状结构,在1 A g-1时比电容为520 F g-1;CC700-Cl具有3D孔道网络结构,这一由中孔和微孔形成的网络结构为电子传输提供了通道,在1 A g-1时比电容为506 F g-1,比表面积达813.9 m2g-1。虽然CC700-Cl的比电容略低于CC700-OH,但其稳定性比CC700-OH好,因此在二电极体系中,选择组装CC700-Cl-11对称电容器。该对称性电容器在1 A g-1的比电容为118 F g-1,CV的扫描速率可增大至220 mV s-1,电势窗宽0-1.6 V。功率密度为900 W kg-1时,能量密度为53.1 Wh kg-1,当功率密度增加至27000 W kg-1时,能量密度仍可保持27 Wh kg-1。以上研究结果表明用板栗壳作为碳源制备对称性超级电容器电极材料是可行的。3、以柚子皮为碳源（GC）,分别通过高温氧化碳化（GCO）和硫酸处理后水热碳化（GCS）,比较两种碳化方式对碳化产物性能的影响,并优化碳化温度。对比结果发现GCO600具有更优异的性能。进一步采用安全性更高K2CO3活化GCO600在,活化产物GCO600-14具有丰富的网状孔隙,其比表面积达661.7 m2g-1。三电极体系中,在1 A g-1时,GCO600-14的比电容为413 F g-1,电流密度扩大30倍后仍可达到289 F g-1,为原先的70%;循环5000圈后比电容没有明显下降。对称性电容器GCO600-14//GCO600-14功率密度为720、20800 W kg-1时,相应的能量密度分别为26、20.2 Wh kg-1。以上信息说明GCO600-14作为新型的、环境友好的储能材料具有潜在的应用前景。