相较电池，超级电容器长期面临能量密度低的挑战，不适合提供长期能量存储。为克服这一挑战，英国剑桥大学教授Alexander Forse团队进行了一项突破性研究，探索了微孔碳电极结构与性能之间的关系，发现化学结构更无序的电极比结构高度有序的电极储存的能量多得多。这项研究为制备高性能的微孔碳电极铺平了道路。相关研究成果于4月18日发表在《科学》上。

“我们利用固体核磁共振技术，并结合计算模拟，对超级电容器中采用的微孔碳电极进行了深入探究。研究结果显示，微孔碳的储能性能与材料结构的无序程度密切相关。而且在结构更为无序的情况下，微孔碳的储能性能将显著提高。”该论文第一作者、剑桥大学博士生刘芯妤介绍。

此前，人们普遍认为微孔孔洞的大小是决定微孔碳电容量的关键因素。然而，这项研究证实了微孔碳的无定形程度才是实现性能提升的关键。“本研究的突破性成果为超级电容器技术的进一步发展提供了新的思路和方法。通过调整微孔碳的无序结构，未来可以实现超级电容器能量密度的大幅提升，从而推动其在电动汽车、可再生能源存储等领域的应用，成果的发表将加速高性能超级电容器技术的商业化进程，为构建清洁、高效的能源未来贡献更大力量，助力‘碳中和’目标的实现。”刘芯妤说。

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