超级电容器以其运行速度快、可逆性好、可持续发展等优点引起了人们的极大兴趣。然而，它们的能量密度仍然低于电池。在过去的十年中，利用石墨烯相关结构的开放框架结构，人们已经开发出了能量为110 W h L^-1、功率为1 kW L^-1的超级电容器。

近日，捷克帕拉茨基大学Michal Otyepka，Aristides Bakandritsos报道了开发了一种碳基电极材料，GN3，它具有前所未有的2.8 g cm^-3的密度和128 m² g^-1的N₂吸附比表面积，与比表面积超过2000 m² g^-1的碳材料相比，其可以更有效地承载离子。

文章要点

1）GN3是由氟化石墨和叠氮化钠反应而成，具有四面体(sp³)C-C键，固体核磁共振分析表明，这些C-C键与金刚石中的C-C键位于同一区域。不过，它保留了具有很高含量的芳香族(从而导电)区域的二维结构，以及芳香族晶格的空位和空穴中的氮超掺杂。

2）在2.6 kW L^-1功率密度下，GN3的超高质量密度及其极性氮部分和空位实现了200 W h L^-1的能量密度，分别比以前的记录提高了74%和190%。

这些发现开辟了一条通往材料的道路，这些材料的性质有望使超级电容器组件的性能得到革命性的改善。

参考文献

Veronika Sˇedajova´, et al, Nitrogen doped graphene with diamond-like bonds achieves unprecedented energy density at high power in a symmetric sustainable supercapacitor, Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/d1ee02234b

https://doi.org/10.1039/d1ee02234b