构建具有宽工作电压和高能量密度的先进微超级电容器（MSCs）具有广泛的应用前景，但仍具挑战性。

近日，江南大学刘天西教授，中山大学卢锡洪教授报道了一种低成本的交叉偶联微介孔碳(STC)作为一种通用的网络，以方便地制备一系列氮掺杂、交叉耦合的微介孔碳-金属网络(N-STC/M_xO_y)，包括包括N-STC/Fe₂O₃，N-STC/Co_xO_y，N-STC/Ni_xO_y，N-STC/Cu_xO_y，N-STC/MnO₂纳米复合材料。并将其作为制备MSCs的3D打印油墨的强健添加剂。

文章要点

1）以N-STC/Fe₂O₃纳米复合材料为例，实验结果和理论模拟表明，具有丰富修饰的超细Fe₂O₃纳米颗粒的层次化网络不仅显著促进了离子在其三相界面(Fe₂O₃、N-STC和电解质)的吸附，而且极大地有利于离子的扩散/输运，缩短了路径。

2）所制备的N-STC/Fe₂O₃电极在基于液体-电解质的对称器件中具有高的重量电容(267 F g^-1，2 mV s^-1)和出色的稳定性，对于不对称超级电容器，其能量密度达到创纪录的114 Wh kg^-1。特别地，3D打印制备的离子凝胶基准固态MSCs的重量电容达到377 F g^-1，并且可以在很宽的温度范围(−10~60 °C)下工作。

这项工作为通过良好的电极表面改性来创造丰富的三相边界提供了启发性的见解，并为合理开发间歇性可再生能源利用的下一代超级电容器提供了启示。

Feili Lai, et al, Three-Phase Boundary in Cross-Coupled Micro-Mesoporous Networks Enabling 3D-Printed and Ionogel-Based Quasi-Solid-State Micro-Supercapacitors, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202002474

https://doi.org/10.1002/adma.202002474