바이오차는 슈퍼커패시터 전극을 위한 유용하고도 적응성 있는 탄소 공급원으로 주목받고 있다. 그 가치는 생체(biomass) 화학, 열적 전환, 그리고 활성화 조건이 결과적인 기공 네트워크, 표면 기능기, 탄소의 배열(ordered) 정도를 어떻게 형성하는지에 달려 있다. 이러한 특성은 이온이 구조로 어떻게 진입하는지, 전하가 어떻게 저장되는지, 그리고 전극이 반복 운전(사이클링) 동안 어떻게 거동하는지를 좌우한다. 상당한 진전이 있었음에도 불구하고, 공급원료 조성의 변동성, 계층적 기공에 대한 제한된 제어, 낮은 고유 전도도, 그리고 전하 저장 동안 이종원자 기능기가 기공 벽과 어떻게 상호작용하는지에 대한 불확실성과 같은 핵심 한계는 여전히 남아 있다. 본 리뷰는 전기화학적 거동을 기초적인 재료 구조와 연결함으로써 이러한 문제들을 고찰한다. 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌, 단백질의 비율이 탄소 수율과 방향족성(aromaticity)에 어떠한 영향을 미치는지, 탄화와 활성화가 미세-, 메조-, 거대기공(micro, meso, macropores)을 어떻게 형성하는지, 그리고 질소, 인, 황, 산소 기능기가 빠른 표면 산화환원 반응에 어떻게 관여하는지를 설명한다. 복합체, 유연 전극, 고속(high-rate) 장치에 대한 연구를 활성탄, 그래핀, 탄소나노튜브와 같은 기준 탄소와 비교함으로써, 분리된 개별 결과가 아니라 실제적인 향상을 명확히 하고자 한다. 가능한 범위 내에서 보고된 비정전용량(capacitance) 및 사이클링 거동을 기공 크기 분포, 결함 밀도(defect densities), 그리고 표면 기능성의 성격과 연관시킨다. 또한 본 리뷰는 수율, 다공성, 조성 및 비정전용량을 예측하는 데 도움이 되는 비용 분석, 생애주기평가(life-cycle assessments), 그리고 머신러닝 도구에 관한 최근 연구도 논의한다. 종합하면, 이러한 결과들은 신뢰성을 향상시키고, 규모화된 생산을 뒷받침하며, 차세대 슈퍼커패시터를 위한 바이오차 기반 전극의 개발을 안내하는 데 필요한 과학적 및 기술적 고려사항을 규정한다.

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