低成本、高比容量的硬碳作为钾基储能的负极材料具有巨大的应用潜力。然而，其缓慢的反应动力学和不可避免的体积膨胀降低了它们的电化学性能。

考虑到合理的结构设计和杂原子掺杂的优点，近日，澳大利亚悉尼科技大学汪国秀教授，Bing Sun报道了通过化学气相沉积法（CVD），随后进行杂原子掺杂，成功合成了一种磷/氧双掺杂的多孔碳球（P/O-PCSs）。

文章要点

1）P/O-PCSs的3D多孔结构作为一个开放的框架可以缓解大体积膨胀。同时，杂原子的引入增加了层间距离和丰富的钾离子储存活性位点，研究人员通过实验研究和密度泛函理论（DFT）计算都证明了这一点。

2）将P/O-PCSs作为电池型负极材料，其在0.1 A·g^-1下显示出401 mAh·g^-1的可逆放电容量、优异的倍率性能和优异的长期循环稳定性（10000次循环后为89.8%）。原位拉曼光谱和非原位XPS测量表明，P-C键和P-O/P-OH键的形成不仅提高了结构稳定性，而且增强了硬碳材料在循环过程中的反应动力学。

3）通过将P/O-PCSs负极与商用活性炭正极耦合，所制备的PIHC具有显著的电化学性能，可作为用于长期和大规模能量存储的先进能量存储器件。

参考文献

Shuoqing Zhao, et al, Phosphorus and Oxygen Dual-Doped Porous Carbon Spheres with Enhanced Reaction Kinetics as Anode Materials for High-Performance Potassium-Ion Hybrid Capacitors, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202102060

https://doi.org/10.1002/adfm.202102060