钠离子混合电容器（SIHCs）综合了钠离子电池和电化学电容器的优点，在大规模储能方面有着广阔的应用前景，然而，电池型负极和电容型正极之间的动力学和容量不匹配仍然是该技术的致命弱点。

近日，中科院福建物构所温珍海研究员报道了将在N，F共掺杂的超薄多孔碳纳米片中注入Mn单原子的纳米杂化材料（MnSAs/NF-CNs）作为SiHCs的负极和正极。

文章要点

1）研究人员通过一锅法将醋酸锰、三聚氰胺和聚四氟乙烯（PTFE）的前体均匀混合，然后在Ar气氛中煅烧制备出MnSAs/NF-CNs。其中，三聚氰胺和PTFE不仅可以作为N，F杂原子的来源，还可以形成多孔的纳米片状骨架来实现孤立的Mn原子。此外，研究人员还分别合成了N和F共掺杂的多孔碳纳米片（NF-C）和N掺杂的多孔碳纳米片（N-C）作为参比样品。

2）系统的实验研究和理论计算相结合的结果表明，N配位的Mn原子（Mn-N₄）不仅可以作为Na⁺的可逆储存位点，降低了势垒，而且还可以提高赝电容量，从而对加速负极反应动力学和提高正极容量具有很大的贡献。

3）实验结果显示，具有JANUS特点的MnSA/NF-CNs使得SIHCs具有惊人的高能量/功率密度（最大197 Wh kg^-1/9350 W kg^-1）和超过10000次的超长循环寿命。

参考文献

X. Hu, G. Wang, J. Li, J. Huang, Y. Liu, G. zhong, J. Yuan, H. Zhan and Z. Wen, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE00370D

https://doi.org/10.1039/D1EE00370D