具有相互连通孔的介孔材料可有效提高储能装置的功率和能量密度。然而，在快速充放电速率下，只有一小部分孔具有可及性，从而导致孔未得到充分利用。尽管可以通过减小电极厚度来提高孔道利用率，但在能量密度和倍率性能（即功率密度）之间存在权衡。其限制了诸如电池和电容器之类的储能器件实现高能量和高功率密度。即使是以高功率密度著称的电化学双电层电容器（EDLCs），在高倍率工作时，能量密度也会急剧下降。
有鉴于此，美国康奈尔大学Ulrich Wiesner报道了一条可扩展的路径，以制备具有导电（TiN、碳）以及超导（TiN）的多孔氮化钛（TiN）和碳膜。
文章要点
1）研究发现，与仅具有不对称（分级）孔结构或精准介孔结构的膜材料相比，由非溶剂诱导相分离（NiPS）和嵌段共聚物（BCP）自组装而来的膜材料具有不对称（分级）孔形态和精准介孔的孔结构，具有更好的扩散性能和孔利用率。
2）通过这一策略，用于电化学双层电容器的具有快速传输性能的TiN材料具有高倍率下的高容量保持率。在高能量密度（7.3 W-h kg−1）下，实现了最佳的功率密度（28.2 kW kg−1）。而对于所制备的碳膜，在14.5W-h kg−1高能量密度下，实现了创纪录的功率密度(287.9 kW kg−1)。
3）该制备方法可以很容易地应用于其他无机添加剂，使整个无机膜材料库具有了不对称和精准介孔的孔结构。
Sarah A. Hesse, et al, Materials Combining Asymmetric Pore Structures with Well-Defined Mesoporosity for Energy Storage and Conversion, ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c05903
https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c05903
