人民网 上海12月19日电 （记者姜泓冰）中科院上海硅酸盐所日前在《科学》期刊发表一项科研成果：该所与北京大学、美国宾夕法尼亚大学合作，设计合成了一种氮掺杂的有序介孔石墨烯，有望成为下一代高性能超级电容器的理想电极材料。

　　超级电容器是重要的新型储能器件，具有功率密度高、循环寿命长和安全可靠等特点。目前超级电容器已应用于混合电动汽车、大功率输出设备等，形成一个非常可观的市场规模，近年来保持近20%的全球增长率，产业前景突出。但现有超级电容器仍受限于低能量密度（商用活性炭：5–7 瓦时/公斤），远不如锂电池（>80瓦时/公斤），原因在于较低的比容量（<250法拉/克）。而同属炭族的石墨烯，因拥有高比表面积、优良导电率和稳定化学结构特点，久为研发热点，并有望成为下一代高性能超级电容器的理想电极材料。

　　中科院上海硅酸盐所与北京大学、美国宾夕法尼亚大学合作研究，黄富强研究员、陈一苇教授、林天全博士等设计合成一种氮掺杂的有序介孔石墨烯，具有极佳的电化学储能特性，比容量高达855法拉/克。组装成的对称器件能快速充电和快速放电，不亚于商用碳基电容器。它的优性源于：氮掺杂诱生了氧化还原反应，也增加了电化学储能活性，又没有降低材料的高导电率。所研制的对称器件在水溶液中工作安全无毒，能量密度为41瓦时/公斤（基于活性物质为63瓦时/公斤），功率密度达到26千瓦/公斤（基于活性物质为44千瓦/公斤）。这种新型石墨烯超级电容器可以采用低成本制备，实现规模生产。因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势，在快速充放方面又远远优于锂电池，它的研制对推动我国超级电容器的行业进展，提升行业竞争优势，具有重要的意义。

　　该研究结果已经在《科学》期刊发表。研究得到国家自然科学基金等项目的支持。

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