电化学质子存储为电网规模的能量存储提供了高能量、快速动力学、安全和环境友好性。然而，由于电化学反应机理的不清楚和不合适的策略，开发快速充电和高稳定性的赝电容质子超级电容器仍然极具挑战性。

近日，南京航空航天大学申来法教授，张校刚教授报道了一种CuCo基多金属普鲁士蓝类似物（PBA）材料（Cu_0.82Co_0.18 HCF），其有效地利用了两种金属离子的协同效应，为质子的传输和存储提供了稳定的宿主结构，实现了极高的倍率和长周期性能。

文章要点

1）研究人员采用液相沉淀法合成了Cu_1−xCo_xHCF。在K₃Fe(CN)₆溶液中加入CoSO₄和CuSO₄的混合溶液，在快速搅拌条件下，可以得到一系列CuCo基PBA纳米颗粒。

2）研究发现，随着Co含量的增加，Co^II/Co^III和Fe^III/Fe^II之间的分子内电子转移改变了电子结构和磁态，从而实现了质子的超快输运。用非原位X射线衍射证实了质子插入和脱出过程中晶体结构的可逆膨胀和收缩。

3）研究人员合理地构造一种了电压窗口为0-1.7 V的赝电容质子超级电容器（Cu_0.82Co_0.18HCF//WO₃·nH₂O）。该赝电容质子超级电容器器件在26 kW kg⁻¹的超高功率密度下提供了22 Wh kg⁻¹的高能量密度。

这项研究对质子的输运和储存机理有了新的认识，为研制高能量密度和高功率密度的伪电容质子超级电容器提供了一种有效的策略。

参考文献

Tiezhu Xu, et al, A Fast Proton-Induced Pseudocapacitive Supercapacitor with High Energy and Power Density, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202107720

https://doi.org/10.1002/adfm.202107720