为了缓解大量使用化石能源造成的资源短缺及环境污染问题，各个国家正在加快对太阳能、风能、水利、潮汐能等可再生能源的利用。但可再生能源具有非常明显的间歇特性，需开发低成本、高效的储能技术与其相配合。目前广泛使用的锂离子电池是一种优异的电化学储能技术，但锂资源的储量非常有限，且分布极为不均，导致锂离子电池的成本高昂，且回收困难，限制了其在大规模储能领域的广泛应用。开发基于低成本、易回收的新型电化学储能器件具有重要研究价值及应用前景。
据此，唐永炳团队成员王恒、王蒙等人研发出了基于+2价锌离子为活性载流子的新型高效低成本混合超级电容器。该器件对廉价的锌箔进行了一体化设计，同时将其作为负极活性材料和集流体，以环保生物质活性炭为正极，溶有锌盐的有机溶剂为电解液，通过锌离子在负极的还原/氧化反应以及阴离子在正极的吸附/脱吸附反应，实现电容器的可逆充放电。锌的储量丰富，离子为+2价，可使基于锌离子的混合超级电容器获得高能量密度的同时，保持低成本、易回收等优势。经过系统优化后，这种锌离子混合超级电容器获得了优异的电化学性能：1725W/kg的功率密度下，能量密度高于52Wh/kg；并且22000次循环后，容量保持率高于91%。在可再生清洁能源领域的规模化储能具有良好的应用前景。
相关研究成果以A Novel Zinc-Ion Hybrid Supercapacitor for Long-Life and Low-Cost Energy Storage Applications为题，发表在储能材料领域期刊Energy Storage Materials上。该项研究得到了国家自然科学基金、广东省科技计划项目、深圳市科技计划项目等的资助。
新型锌离子混合超级电容器的结构及反应机理示意图
来源：中国材料网http://www.matinfo.com.cn/mat2005/shangcheng/dongtai_nr.asp?id=83303
