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鈉離子混合電容器（SIHCs）原則上可以利用電池和超級電容器的優點，以滿足大規模儲能系統的成本需求，但其負極和正極的動力學遲緩和低容量的問題有待克服。

圖1 材料合成路線

韓國科學技術院Jeung Ku Kang等報告了一種策略，即利用三維多孔石墨碳正極和源自金屬氮化物框架-6s（MAF-6s）的負極材料實現高性能的雙碳SIHCs。MAF-6是一種有趣的MOF，因為它的大孔容和孔徑可以有效地裝載額外的物種。在加載適當數量的尿素后，MAF-6s的碳化導致了功能碳的產生。

同時，通過控制MAF-6衍生碳的N含量，在KOH的存在下，合成出三維超高孔氧摻雜石墨碳，這意味著在MAF-6的初級碳化后，用額外的激活劑進行化學改性，可以有效地控制所獲得的碳的孔隙率和孔徑大小。

此外，MAF-6s被成功轉化為三維多孔氮摻雜石墨碳作為負極材料，其中含氮配體為負極材料提供了氮摻雜效應，從而使其既具有優良的電解液潤濕性，又具有豐富的贗電容氧化反應位點以獲得高容量。

圖2 正極電化學性能

研究顯示，在KOH的存在下，三維石墨碳產生了創紀錄的高表面積（5214 m² g^-1），比原始的MAF-6高四倍，高容量的氧摻雜位點，豐富的中孔提供了快速的離子傳輸，以及超過5000次充/放電循環的高容量保持。此外，三維多孔MDC負極材料顯示出5000次以上的循環穩定性。

另外，不同負載量（3至6 mg cm^-2）的雙碳MDC//K-MDC SIHCs被證明可以實現超過鈉離子電池和超級電容器的高能量密度。此外，它可以實現20000 W kg^-1的超快速充電高功率密度和克服典型電池的強大循環穩定性。

圖3 負極電化學性能

3D Porous Oxygen-Doped and Nitrogen-Doped Graphitic Carbons Derived from Metal Azolate Frameworks as Cathode and Anode Materials for High-Performance Dual-Carbon Sodium-Ion Hybrid Capacitors. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202301160

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?Adv. Sci.：三維多孔氧氮摻雜石墨碳作為高性能正極和負極材料

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