本实用新型专利技术涉及一种利用过期淀粉质发酵食品制备的超级电容器，包括：外壳，其内设有电解液溶液；固定板，其设于外壳上，固定板上设有两个圆孔，两个圆孔对称排列；物质电极极片，其通过第一圆孔插入外壳内，并通过第一圆孔与固定板固定；对电极，其通过第二圆孔插入外壳内，并通过第二圆孔与固定板固定。本实用新型专利技术的有益效果：利用过期的淀粉质发酵食品制成高比表面积、高吸附性能的活性炭材料，并用该材料作为电极极片，构建超级电容器；制备的超级电容器充放电速度快、电容量大，循环充放电性能好；为过期淀粉质发酵食品提出了一种环保、经济的处理方法，为超级电容器的电极材料开发提供了一种新思路，有重要的实用价值和广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及超级电容器
，具体而言，涉及一种利用过期淀粉质发酵 食品制备的超级电容器。
技术介绍
目前，能源和环境问题日益突出，人类非常重视储能技术研究与资源循环利用技 术的研究。超级电容器作为一种新型储能器件，具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命 长、工作温度范围宽、安全无污染等一系列优点，在移动通讯、电动汽车、航空航天和国防科 技等方面具有广阔的应用前景，是目前国际储能领域的研究热点。电极材料是影响超级电 容器主要性能的关键因素之一。用于超级电容器的材料主要有多孔碳材料、金属氧化物和 导电聚合物三大类。碳基材料是当前超级电容器最广泛使用的电极材料，主要包括多孔碳 微球、炭凝胶、碳纳米管、碳纤维、活性炭等。其中活性炭因原料来源丰富、储能性价比高而 成为实际应用中最理想的超级电容器电极材料。果壳、煤、石油焦、酚醛树脂、沥青等均可作 为原料，采用物理活化（以h2o与〇)2等氧化性气体为活化剂）或化学活化（以Κ0Η、Η 3Ρ04、 ZnCl2等化学试剂为活化剂）的工艺可以制备活性炭。 人们经常以淀粉质发酵食品为主食，如馒头、面包等，但是该种食品属于即时食 品，保质期较短。超市、面包店每天都有一些到保质期但未售出的馒头、面包等食品，对于一 个城市来说，每天需下架处理的这类过期食品数量巨大。通过调查了解，目前对过期淀粉质 发酵食品处理方式主要有三种：一是直接当垃圾扔掉，这种处理方式存在污染环境的可能； 二是统一回收再使用专门的环保焚化炉烧毁，但成本较高且存在烧毁后的垃圾处理问题； 三是由厂家粉碎后以较低价格当作饲料卖给养殖场，但是过期食品附带的病菌可能引起养 殖动物患病。以上这些处理方法均存在浪费或不妥，可对其进行再利用。 淀粉质发酵食品中的淀粉（C6H1(]05)n富含碳元素，并且食品多呈丰富的孔状结构。 可将该种过期食品作为碳原料，利用其丰富的孔结构，经过碳化、活化等方法制备具有较强 吸附能力的活性炭，并用于制作超级电容器的电极材料。这样，可以将生产厂家和超市销售 剩余的大量过期淀粉质发酵食品回收利用，通过经济、便捷的工艺制备成活性炭，用于构建 超级电容器，既可以减少浪费和环境污染，又可以变废为宝，节约资源。
技术实现思路
针对上述问题中存在的不足之处，本技术提供一种利用过期淀粉质发酵食品 制备的超级电容器。 为实现上述目的，本技术提供一种利用过期淀粉质发酵食品制备的超级电容 器，包括： 外壳，其内设有电解液溶液； 固定板，其设于所述外壳上，所述固定板上设有两个圆孔，两个圆孔对称排列； 物质电极极片，其通过第一圆孔插入所述外壳内，并通过所述第一圆孔与所述固 定板固定； 对电极，其通过第二圆孔插入所述外壳内，并通过所述第二圆孔与所述固定板固 定。 作为本技术进一步改进，所述电解液采用Κ0Η溶液。 作为本技术进一步改进，所述Κ0Η溶液的浓度为6mol/L。 作为本技术进一步改进，所述物质电极极片为利用过期的淀粉质发酵食品制 备的活性炭电极。 作为本技术进一步改进，活性炭的比表面积为969-1850m2/g。 作为本技术进一步改进，所述对电极为Pt电极。 作为本技术进一步改进，所述超级电容器的电流密度为200mA/g时，比电容 为 251F/g。 本技术的有益效果为： 1、利用已过保质期的淀粉质发酵食品制成高比表面积、高吸附性能的活性炭材 料，并应用该材料作为电极极片，成功构建超级电容器； 2、制备的超级电容器充放电速度快、电容量大，循环充放电性能好，是绿色环保的 储能装置； 3、为过期淀粉质发酵食品的回收利用提出了一种环保、经济的处理方法，为超级 电容器的电极材料开发提供了一种新思路，具有重要的实用价值和广阔的应用前景。【附图说明】 图1为本技术一种利用过期淀粉质发酵食品制备的超级电容器的结构示意 图； 图2为图1制备方法的流程示意图； 图3为本技术实验得到的氮气吸附-脱附曲线图； 图4为本技术实验得到的样品的内部孔径分布规律图； 图5为本技术实验得到的恒流充放电曲线图； 图6为本技术实验得到的循环伏安曲线图； 图7为本技术的超级电容器的容量测试图； 图8为恒流充放电1000次比容量测试数据曲线图； 图9为图8恒流充放电1000次的典型曲线图。 图中， 1、外壳；2、固定板；3、物质电极极片；4、对电极；51、第一圆孔；52、第二圆孔。【具体实施方式】 实施例1，如图1所示，本技术实施例所述的一种利用过期淀粉质发酵食品制 备的超级电容器，包括：外壳1、电解液溶液、固定板2、物质电极极片3和对电极4。其中， 外壳1内设有电解液溶液；固定板2设于外壳1上，固定板2上设有两个圆孔，两个圆孔对 称排列；物质电极极片3通过第一圆孔51插入外壳1内，并通过第一圆孔51与固定板2固 定；对电极4通过第二圆孔52插入外壳1内，并通过第二圆孔52与固定板2固定。物质电 极极片3为利用过期的淀粉质发酵食品制备的活性炭电极，对电极4为Pt电极，电解液采 用浓度为6mol/L的KOH溶液。 如图2所示，该超级电容器的制备方法包括： 步骤1，利用过期淀粉质发酵食品制备活性炭，具体包括： 步骤101，碳化处理： 将过期的馒头200g置于管式炉中，设定碳化温度500度，保温1小时，进行高温碳 化，得到碳材料； 步骤102,研磨成碳粉： 将碳化后的碳材料研磨成碳粉末； 步骤103,加入碱性活化剂： 将碱性活化剂Κ0Η与碳粉末按照0. 5 :1的质量比混合均匀，并加入30ml蒸馏水使 碱性活化剂Κ0Η充分溶解并搅拌均匀，将得到的样品标记为CK21 ; 步骤104,高温干燥、活化： 将步骤103中得到的样品CK21放入干燥烘箱内加热使其干燥，将经高温干燥后的 样品置于研钵中研磨细致，随后置于由金属镍叠成的镍舟内，将镍舟放入管式炉内，持续通 入氮气，将管式炉内的空气排走，持续升温至800度，使碳材料形成孔状结构，保持温度1小 时，随后冷却至室温后取出样品； 步骤105,进行酸洗和水洗，去除碳粉末中的碱： 将抽滤仪器与真空栗连接，向步骤104中得到的样品的中加入蒸馏水，搅拌后全 部倒入抽滤仪器内，打开真空栗，向抽滤仪器中持续匀速加入稀盐酸l〇〇〇ml，待稀盐酸全部 加入且抽滤完毕时，向抽滤仪器中持续匀速加入蒸馏水1000-1500ml，待蒸馏水全部被抽滤 完毕时，关闭真空栗； 步骤106,干燥： 从过滤仪上取出附着有碳粉末的滤纸，放入高温烘箱内加热干燥，干燥后得到的 产物即为活性炭； 步骤2,利用制备的活性炭制备超级电容器的活性物质电极极片： 将活性物质、导电碳黑和粘结剂聚四氟乙烯PTFE按照85:10:5的质量比均匀混合 于玛瑙研钵中，加入乙醇和水的共混溶液，混匀成浆料状后均匀的涂在l*lcm2大小的泡沫 镍表面，并在120°C的干燥箱中烘干，用冷压机将泡沫镍压实，再在120°C干燥箱中再次烘 干，即得到活性物质电极极片； 步骤3,构建超级电容器： 将物质电极极片、对电极间隔设置在电解液中，得到超级电容器。 实施例2,超级电容器的制备方法与实施例1不同的地方在于，步骤103中碱性活 化剂Κ0Η与碳粉末的质量比1 :1，得到的样品标记为CK本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用过期淀粉质发酵食品制备的超级电容器，其特征在于，包括：外壳(1)，其内设有电解液溶液；固定板(2)，其设于所述外壳(1)上，所述固定板(2)上设有两个圆孔，两个圆孔对称排列；物质电极极片(3)，其通过第一圆孔(51)插入所述外壳(1)内，并通过所述第一圆孔(51)与所述固定板(2)固定；对电极(4)，其通过第二圆孔(52)插入所述外壳(1)内，并通过所述第二圆孔(52)与所述固定板(2)固定。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王彦博，展长振，
申请(专利权)人：王彦博，
类型：新型
国别省市：北京;11
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