近日，南京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院何水劍教授團(tuán)隊(duì)與悉尼大學(xué)裴增夏博士團(tuán)隊(duì)、昆明理工大學(xué)李雪教授團(tuán)隊(duì)合作，在國際知名期刊《Advanced Energy Materials》發(fā)表了題為“Pore Sieving and Surficial Charge-Driven Desolvation for High Spatial Charge Density Carbon Cathodes in Zinc-Ion Hybrid Capacitors”的研究論文。南京林業(yè)大學(xué)為論文第一通訊單位，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士生楊廣杰為論文第一作者，何水劍教授、張倩副教授與悉尼大學(xué)裴增夏博士、昆明理工大學(xué)李雪教授為論文通訊作者。

鋅離子混合電容器雖兼具電池的高能量密度與超級(jí)電容器的高功率密度優(yōu)勢(shì)，但其碳基正極因水合鋅離子動(dòng)力學(xué)過程緩慢、所形成的雙電層較厚等問題，難以實(shí)現(xiàn)電池級(jí)能量密度。針對(duì)這一技術(shù)瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)采用靜電紡絲和配位化學(xué)相結(jié)合的策略，設(shè)計(jì)了一種具有孔篩和催化脫溶劑化功能的多通道碳納米纖維。結(jié)合理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表征，證實(shí)了1.07 nm的孔徑和富吡啶-N/O的基團(tuán)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)[Zn(H2O)6]2+與儲(chǔ)能位點(diǎn)的緊密接觸，在高密度離域電荷的作用下顯著降低脫溶劑化能壘，從而壓實(shí)雙電層并最大化空間電荷密度。該材料在鋅離子混合電容器中展現(xiàn)出221 mAh g-1的高可逆容量、170.2 Wh kg-1的電池級(jí)能量密度和超長的循環(huán)穩(wěn)定性（90,000次循環(huán)后容量保持率為98.7%）。結(jié)合原位/非原位光譜表征、理論計(jì)算、有限元模擬、動(dòng)力學(xué)分析和原位電化學(xué)石英晶體微天平等技術(shù)，系統(tǒng)揭示了電荷存儲(chǔ)機(jī)制與界面脫溶劑化過程。該研究不僅為高容量碳質(zhì)正極的設(shè)計(jì)提供了一種有效的策略，也為開發(fā)安全環(huán)保、低成本的可持續(xù)儲(chǔ)能系統(tǒng)開辟了新路徑。