超级电容器作为一种性能优异、寿命长的新型储能器件，在推动全球信息产业发展中发挥了举足轻重的作用。考虑到当前世界面临的资源短缺、环境严重污染、全球变暖等诸多问题，开发成本低、环境友好的超级电容器材料至关重要。生物质材料独特的物理化学特征使其可以用作骨架、粘合剂等，并在碳化后用作超级电容器电极的支撑材料。此外，生物聚合物可显著提高超级电容器电解质的机械强度、离子迁移率和浸润特性。

生物质资源丰富，包括农作物、农业废弃物、木材和木材废弃物、水生植物和藻类等，具有可生物降解、可再生、环保和无毒的特性，被认为是非常有前途的石油基产品的替代材料。迄今为止，生物质已被广泛应用在食品工业、生物医药、农业、能源储存等领域。大多数天然生物聚合物都是具有重复结构的大分子，如壳聚糖、几丁质、纤维素和淀粉等，它们精细复杂的纳米结构和形态使它们能够用于超级电容器（图1）。当通过高温热解炭化后，高碳含量的生物质材料会形成独特的多孔结构，表现出增强的导电性，使其适合用作碳电极材料。此外，生物质材料可与导电组分（导电聚合物、导电碳材料、二维导电材料、金属纳米颗粒、过渡金属氧化物等）复合使用。复合材料可以融合单个元素的结构和性能优势，同时最大化其物理或化学特性。生物聚合物也被用于制造功能性超级电容器电解质，生物聚合物结构中亲水性基团的存在赋予极性溶剂较高的润湿性能，并促进与盐的阴离子组分的相互作用，从而增强盐的溶解度和阳离子的传输。

本文综述了生物聚合物基材料在超级电容器领域的研究进展（图2）。讨论了生物聚合物的物理和化学性质，以及超级电容器的分类和基本原理。此外，本文还全面考察了最近生物质基材料在超级电容器中的具体应用，包括电极材料和电解质材料。最后，本文总结了超级电容器用生物质材料存在的挑战，并探讨了未来的发展方向。

以上综述论文以“Biomass-based Materials for Advanced Supercapacitor: Principles, Progress, and Perspectives”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为天津科技大学轻工科学与工程学院的硕士生王娅萱，通讯作者为天津科技大学司传领教授、徐婷副教授和南京林业大学蔡旭敏副教授。