上海应用技术大学在超级电容器电极材料上取得进展
技术领域：超级电容器、电极材料
开发单位：上海应用技术大学，Jibo Jiang.
文章名称：Kairan Hu, Jibo Jiang, et al. Electrochemical reduction-induced oxygen vacancies and in-situ selenization strategies synergistically construct high-performance supercapacitors, Journal of Colloid And Interface Science, 2025.
技术突破：本研究采用电化学还原引入氧空位（OV）以及原位硒化策略，合成了以镍泡沫为支撑的CoMn层状双氢氧化物（CoMn-LDH）和CoSe2复合材料。研究表明，OV-CoMn-LDH@CoSe2/NF电极材料在6 M KOH水溶液中以5 mV/s的扫描速率达到了2673.3 F/g的比电容，并且在经过10000次循环后保持89.03%的容量。
应用价值：该研究为开发高性能超级电容器材料提供了新的思路，通过合理调控材料的缺陷结构与界面特性，实现了电极材料在电化学性能上的显著提升，展示了OV-CoMn-LDH@CoSe2/NF作为未来能量存储设备的应用潜力。
随着可再生能源需求的增长以及环境问题的日益突出，开发高效的电能储存系统变得愈发重要。超级电容器因其瞬时高功率输出和超长循环寿命而受到广泛关注，然而它们的能量密度仍然低于锂离子电池等传统电池。虽然金属有机框架（MOFs）材料在储能方面表现优异，但其导电性较差，限制了实际应用。因此，从金属氧化物向导电性更好的转化金属硒化物转变就显得尤为重要。本研究利用ZIF-67前驱体进行原位硒化，制备出CoMn-LDH和CoSe2复合材料，结合电化学还原过程引入氧空位，以提高电极材料的电化学性能。
图 1. OV-CM@CS/NF 合成过程示意图
在本文中，作者系统研究了OV-CoMn-LDH@CoSe2/NF电极材料的合成及其电化学性能。结果显示，该材料不仅在电容性能上超越了其他材料，还表现出良好的循环稳定性。OV的引入显著提升了电极的导电性，促进了电子和离子的快速转移，使得OV-CoMn-LDH@CoSe2/NF电极在电化学反应中实现了快速动力学和高效能量存储能力。这些发现展示了通过缺陷工程和界面结构调控来提升超级电容器性能的有效性，为未来的能量存储技术提供了新的方向。（编译：祝紫阳 INESA）
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技术领域：超级电容器、电极材料
开发单位：中国计量大学，Yunchao Li.
文章名称：Ao Song, Yunchao Li, et al. VxOy quantum dot-enhanced nitrogen-sulfur dual-doped hierarchical porous carbon electrodes from waste eggshell membranes for advanced flexible supercapacitors, Journal of Colloid And Interface Science, 2025.
技术突破：本研究开发了一种简单而有效的方法，结合水热碳化与热解碳化，从废弃蛋壳膜中合成了增强氮和硫双掺杂的多孔碳材料，并在其表面负载了多价的氧化钒（VxOy）量子点。该VxOy-S@CESM样品在0.5 A/g时达到了355 F/g的比电容，体现出优异的电化学性能，并在不同弯曲角度下保持超过80%的容量。
应用价值：该研究展示了使用生物废物合成高性能电极材料的潜力，通过引入多价氧化钒量子点和氮硫共掺杂策略，显著提升了电极材料的能量存储及机械柔性，为可持续和高效的柔性能源存储设备的发展提供了新的思路和方法。
随着全球对可持续能源的需求不断增加，超轻便、具有高能量密度的电源解决方案显得迫在眉睫，尤其是在可穿戴设备和智能电子产品等新兴市场中，越来越多的关注集中在柔性超级电容器上。这些设备通常要求电源能够承受多次弯曲和变形，而传统电池和非柔性超级电容器在这一方面存在一定的局限性。为了克服这些挑战，研究者们不断探索各种高性能电极材料，以提高超级电容器的能量和功率密度，同时确保其具备良好的机械柔性。尽管碳基材料因其优良的电化学特性得到了广泛应用，但其能量密度普遍较低。在这种背景下，寻找具有高表面面积和导电性的复合材料，成为了提升超级电容器性能的关键方向。
图 2. VxOy-S@CESM 制备过程示意图
本文针对传统材料面临的性能瓶颈，作者提出了一种新颖的方法，从废弃蛋壳膜中合成多孔氮硫共掺杂碳材料，并通过原位硒化策略引入多价氧化钒（VxOy）量子点，以增强材料的电化学性能。研究中，结合水热碳化和热解碳化的工艺模拟了岩石风化，使用低剂量化学试剂来有效开发孔结构，从而实现了三维层次结构的构建。最终，所合成的VxOy -S@CESM材料在0.5 A/g时展现出355 F/g的比电容，并且其柔性超级电容器在耐弯曲性能测试中，容量保持率超过80%，这为未来开发高能量密度和柔性超级电容器提供了新的思路和方向。（编译：祝紫阳 INESA）
