科创中国

本发明在以沥青为原料制备活性炭时加入石墨烯，能够使活化温度降低200℃以上，使活化剂的用量降低2～3倍，同时使碳转化率提高30～40％，不需要加入模板剂；且制备方法简单、生产成本低，适宜大规模生产。

该项目原料成本低，工艺简单，所制备多孔氮掺杂类石墨烯材料和碳基电容器。随着我国新能源和新能源产业的大力发展，这为高性能电极材料和储能装置提供了广阔的市场空间。因此，本项目具有良好的市场应用前景和经济效益。研发产品可以用作轨道交通、短途工程车辆、电网调频和国防军事等动力系统。

中北大学先进能源材料与系统研究院以国家和山西省能源重大需求为牵引，经过多年的发展，形成以氢能技术、燃料电池、化学电源、新能源安全和新能源前沿等5个研究方向开展科学研究与工程示范，立足于山西省国家资源型经济转型综合配套改革试验区建设和山西省转型跨越发展，面向国家经济建设和社会发展以及重大科学工程需求，突破关键材料、核心部件、系统集成和过程控制等先进技术，开展前瞻性、系统性基础应用研究，力争成为国内一流、国际有重要影响力的能源材料系统创新和人才发展培养基地。

研究院现有教学和科研人员24名。其中教授5人，研究员1人，副教授2人，讲师3人，博士生3人，硕士生10人。研究院用于相关能源材料制备及电池集成与评测技术科研用房2000余平米，基础合成及材料结构性能表征设备基本完备，拥有标准化材料合成实验室、电池装配实验室、分析测试实验室等研究平台。

碳基电容器是一种介于超级电容器和锂离子电池之间新型储能装置，具有高能量密度、高功率密度、可快速充放电、长循环寿命和高安全性等优点，在轨道交通、电动汽车的能量回收和加速启动、短途工程车辆、清洁能源并网调频、矿山安全运输、航空航天和国防军事领域具有广阔的应用前景。本项目以低成本煤沥青为原料，通过原位形成牺牲模板的方法制备了高比表面积氮掺杂类石墨烯材料，组装高性能碳基电容器。

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