“在儲能設備中應用生物材料一直很棘手，因為很難控制其產生的電氣化性能，這將嚴重影響到設備的生命周期和性能。此外，制造生物材料通常包括危險的化學處理過程。”主要研究人員Dr。 Hong Liang表示，“我們設計出一種環保型儲能設備，具有優越的電氣化性能，易于制造，安全，而且成本低得多。”

儲能裝置一般以電池或超級電容器的形式出現。這兩種設備都可以在需要時提供電流，但是存在一些根本性的區別。電池可以在單位體積內存儲大量的電荷，而超級電容器可以在短時間內快速產生大電流。所以，超級電容器為設備充電的速度更快。

超級電容器的內部結構與普通電容器基本相同，二者都可以將電荷存儲在金屬板或電極上。然而，與普通電容器不同的是，超級電容器可以根據不同的用途，采用不同的設計制成不同的尺寸和形狀。此外，超級電容器也可以采用不同的電極材料。

在研究過程中，Liang及其團隊被二氧化錳納米顆粒所吸引，并用這種材料設計出超級電容器的一個電極。Liang稱：“二氧化錳更便宜，儲量也更豐富，比其他過渡金屬氧化物更安全，如氧化釕或氧化鋅，后者被廣泛用于制造電極。但是，二氧化錳的一個明顯缺陷是電導率較低。”

木質素是一種將木材纖維粘合在一起的天然聚合物。以往研究表明，將木質素與金屬氧化物結合在一起使用，可以提高電極的電化學性能。為了制作電極，研究團隊用常見的高錳酸鉀消毒劑，對純化木質素進行處理。然后，施加高溫高壓以啟動氧化反應，使高錳酸鉀分解并將二氧化錳沉積在木質素上。接下來，他們把木質素和二氧化錳混合物涂在鋁板上，形成環保電極。最后，研究人員將凝膠電解質夾在木質素-二氧化錳-鋁電極和另一個由鋁和活性炭制成的電極之間，組裝超級電容器。

測試顯示，這種超級電容器的電化學性能非常穩定。尤其是比電容，即設備存儲電荷的能力，即使經過數千次充放電循環，變化也很小。據觀察，當木質素-二氧化錳達到最佳比例時，該超級電容器的比電容可以達到其他超級電容器的900倍以上。而且，這些超級電容器也非常輕巧靈活，可作為汽車中的結構儲能部件，用途非常廣泛。

Liang說：“在這項研究中，我們采用低成本、可持續的方法，制造出具有優異電化學性能的植物基超級電容器。在不久的將來，我們希望通過只加入綠色可持續成分，使我們的超級電容器成為100%環保的設備。”