碳气凝胶因其独特的结构而表现出孔隙率高（80%-99%）、比表面积大、密度低、力学稳定性、高电导率、低热导率等优异特性，且具有化学惰性和选择性吸附特性，使其在油水分离、气体吸附、染料吸附、有机溶剂吸附等污水处理领域得到重要应用。不仅如此，碳气凝胶还具有导电性，可用于压力传感器、超级电容器、电磁屏蔽、电催化和锂电池等领域。

超级电容器

目前用作超级电容器电极的材料多种多样，如碳基化合物、金属氧化物、导电聚合物等。与这些材料相比，碳气凝胶具有三个明显的优势：①比表面积大，这意味着它有更多的反应活性位点；②孔径可调，孔径大小以及颗粒大小能够影响离子传输速度，碳气凝胶可以通过改变反应条件（催化剂浓度、反应物浓度等）进行孔径控制；③较高的电化学稳定性和电导率。

环境吸附材料

碳气凝胶微孔结构丰富，具备很强的天然吸附能力。经过表面处理后，碳气凝胶可以成为一种新型环境保护材料，可用于土壤改良、水净化、空气净化等。

铅酸电池

在铅酸电池负极中引入碳气凝胶（称为铅碳电池）可减少负极的硫酸盐化，增强电荷接受能力，可降低充电电压，从而提 率并减少正极板的腐蚀延长循环寿命，提高储能性能。

燃料电池

碳气凝胶及其复合材料因具有比表面积大、电化学性能稳定以及导电性等特点，在燃料电池中主要被作为电催化剂的载体或直接作为电催化剂。

锂离子电池

碳气凝胶可提高了锂离子电池的循环性能和充放电能力。目前碳气凝胶在锂离子电池中的应用主要集中在两个方面：其一作为锂离子电池的导电剂；其二作为锂离子电池的电极材料。

催化剂载体

高比表面积、高孔隙率、低密度且稳定性较好的网络结构是催化剂载体的 材料之一。用作质子交换膜电池的Pt催化剂载体，能够增加催化剂导电性和耐腐蚀性，同时减小Pt金属颗粒凝聚和烧结趋势。

生物医疗

具有高孔隙率、生物机体相容性及可生物降解特性，因而在医学领域具有广泛用途，可应用于诊断剂、人造组织、人造器官、器官组件等。特别适用于 控制释放体系，可获得很高的 担载量，是低毒 的胃肠外给药体系。

储氢材料

金属掺杂的碳气凝胶能把储存的氢分子分解为氢原子，使更多的氢进入到材料的孔道结构中而没有爆炸风险，从而提高储氢量。

军事及航天领域

席嘉彬研究了石墨烯气凝胶膜的电磁屏蔽性能，发现其膨胀程度越大，电磁屏蔽性能越好。且碳气凝胶极有潜力作为新一代耐超高温的高性能隔热材料，应用于高超声速飞行器的超燃冲压发动机燃烧室和导弹固体火箭发动机喷管。

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