近日，海南大学化学工程与技术学院，环境/能源材料先进制造与应用创新团队在国际期刊《Advanced Functional Materials》（IF：19.924）在线发表了题为“An Ultrafast, High-Loading, and Durable Poly(p-aminoazobenzene)/Reduced Graphene Oxide Composite Electrode for Supercapacitors”的研究论文。2019级硕士研究生艾智婷为论文第一作者，高艳安研究员和巫继锋副教授为论文通讯作者。

超级电容器作为清洁、可再生和可持续的储能装置之一，在世界范围内受到了广泛关注。然而，电容器能量密度较低的问题仍然是其商业应用面临的最大挑战。聚苯胺（PANI）由于其低成本、高导电性等特点，成为了一种很有前途的赝电容材料，但是其倍率性能、质量负载和稳定性等问题仍然限制了其进一步的应用。通常，电极的高电容是在低负载活性材料（<2.5 mg cm⁻²）下实现的，而大多数基于PANI的电极表现出较差的倍率能力。尽管具有挑战性，但制造的超级电容器电极具有出色的倍率性能、长循环稳定性和高质量负载对于实际应用至关重要。

三维多孔PRH复合材料的制备工艺示意图

基于此，该团队制备了一种新型3D多孔聚（对氨基偶氮苯）/还原氧化石墨烯水凝胶作为超快、高负载和耐用的赝电容电极（PRH）（图）。由于丰富稳定的氧化还原活性位点、快速的电解质扩散和有效的电荷传导，PRH电极（5 mg cm⁻²）显示出高比电容（701 F g⁻¹ 在2 A g⁻¹ 下）和高倍率性能（100 A g⁻¹下仍然保持97%的电容）。此外，即使在10 mg cm⁻²的质量负载下，该电极仍表现出相当的高性能和出色的长期循环寿命（10000次循环后电容损失仅为6.7%）。这项工作展示了用于构建电极的新型聚苯胺类似物复合材料，这种快速、高负载和耐用的PANI类似复合电极材料是一种具有实际应用前景的赝电容材料，有望为超级电容器的实际应用开辟一条道路。

该工作得到了国家自然科学基金（21965011；22105053）、海南省重大科技计划项目（ZDKJ202016）以及海南省自然科学基金（521QN209）的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202211057