近些年来,由于大规模的开发利用传统化石燃料,使得能源枯竭,环境污染等问题愈演愈烈,引起了人们的极大关注。因此,开发以及利用新型储存材料与器件已成为各国迫切需要解决的问题。超级电容器是介于传统电化学电池与静电电容器之间的无源新型能量存储器件,兼具传统化学电池高能量密度和静电电容器大功率密度的优点,并且具有优异的循环寿命、高的充放电效率、较宽的工作温度范围以及对环境的零污染。电极材料作为超级电容器的关键组成对其电容性能有重要的影响,生物质作为一种分布广泛、产量丰富且绿色的碳源,同时富含多种对电容性能有益的杂原子官能团,受到广泛的关注。本文以不同富氮生物质作为碳源,通过水热辅助碳化方法制备得到了具有优异电容性能的生物质氮自掺杂炭材料电极,主要研究成果有:1.以葱叶为生物质碳源,KOH作为化学活化剂,通过经典的高温热解活化法制备得到不同活化温度以及不同活化剂浓度的葱叶基炭材料具有较高的比表面积约为1640m² g^-1,但其中氮含量仅为1.56%,通过在6 mol/L KOH水系电解液中进行测试,发现在0.5 A g^-1的电流密度下具有高达280 F g^-1的比电容量,且具有良好的循环稳定性,在经过5000次的充放电循环后,其电容保持率高达90.3%。2.探究了水热辅助碳化法的不同活化温度对黑蒜基炭材料及其应用于超级电容器时对电容性能的影响。实验结果得到:水热辅助碳化法在碳化温度为800°C时对其氮掺杂的效果最佳,氮含量高达3.56%,且由此得到的炭材料的比表面积约为2186 m² g^-1;在6 mol/LKOH电解液液中以1 A g^-1的电流密度表现出优异的比电容值约为331 F g^-1;在5000次循环后电容保持率高达87.01%因此具有良好的稳定性。3.以海带为生物质碳源,通过水热辅助碳化法制备得到具有超高比表面积(3179 m²g^-1)的海带基炭材料,其氮含量为2.16%,且在6 mol/L KOH电解液液中,1 A g^-1的电流密度下,其比电容值高达314 F g^-1,并且在经过5000次的充放电循环后,海带基炭材料的电容保持率高达82.8%,展现出了不俗的循环稳定性。