1. 研究目的与意义（文献综述）

随着全球经济的迅速发展，化石能源的快速消耗和环境污染的日益恶化，人类对可持续和可再生能源的需求日益增加，能源供应和环境保护已经成为世界的两大主要难题。为了解决这些难题，发展低成本、可持续并且环境友好的新型能量转换和存储装置成为科学家们的重要使命^[1-2]。

20世纪30年代，具有快速充放电优点的传统电容器被发掘，但是由于传统电容器的电容量并不高，而且能量密度低，因此开发同时具备高能量密度、高电容、快速充放电速率的电容器成为科学家们研究的重点。十九世纪初，helmholtz提出了双电层理论：电极与电解质溶液间加上一定电压后，会使这一界面上生成数量相同符号相反的两层电荷，形成双电层^[3]。1957 年，becker 基于这一理论，制备出既具有高能量密度又具有高电容的电容器储能装置，该类装置被誉为“超级电容器”。1975年conway提出法拉第赝电容的储能原理，使超级电容器得到长足发展。超级电容器是一种介于传统电容器和化学电池的新型储能器件，具有高能量密度、高功率密度、充放电效率高、循环使用寿命长、稳定性高、温度适用范围广、对环境无污染等独特性能^[2，4]。面世以来，就备受青睐，在电力、交通、工业与机械中得到了广泛应用。日本nec、松下、本田和美国maxell等公司开发出的小型电容器已开始推向市场。我国将“超级电容器关键材料的研究和制备技术”列入到《国家中长期科学和技术发展纲要（2006-2020年）》^[5]。

根据储能机制的不同，超级电容器可被分为双电层电容器（edlc）和赝电容器。赝电容器也被称为法拉第电容器，其工作原理是在电极表面上，活性物质进行欠电位沉淀过程，发生可逆的氧化还原反应，从而实现电能与化学能转换以储存能量。赝电容器电极材料为过渡金属氧化物和导电聚合物。过渡金属氧化物有二氧化锰、氧化镍、五氧化二钒等，导电聚合物是聚乙炔、聚苯胺等。在相同体积或重量下，赝电容器的理论电容值是双电层电容器的10-100倍，但赝电容器电极材料的性能受到很多因素的影响，主要因素有结构形貌、氧化还原可逆性、导电性等，导致赝电容器循环稳定性相对较差^[7]。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的研究（设计）的目标：

（1）探寻碳纤维加入到聚氨酯中的方法，活动孔径均匀的聚氨酯/碳纤维泡沫；

（2）探讨含有不同质量碳纤维的聚氨酯泡沫在最佳碳化温度下的电容性能差别，确定最佳电容性能时加入纤维的含量；

本课题的研究（设计）的基本内容：

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需药品、仪器。确定方案，完成开题报告。

第4-14周：按研究方案开展实验，并结合实际情况进行优化和改进。

第15周：整理实验数据，完成并修改毕业论文。

第16周：准备论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 黄晓斌, 张熊, 韦统振, 等. 超级电容器的发展及应用现状 [j]. 电工电能新技术, 2017, 5(11):63-70.

[2] 李雪芹, 常琳, 赵慎龙, 等. 基于碳材料的超级电容器电极材料的研究 [j]. 物理化学学报, 2017, 33(1):130-148.

[3] 宣华青. 多孔碳基超级电容器电极材料的制备与性能研究 [d] 浙江：浙江理工大学, 2017.

[4] 杨德志, 沈佳妮, 杨晓伟, 等. 石墨烯基超级电容器研究进展 [j]. 储能科学与技术, 2014, 3(1):1-8.