KAIST(韩国高等科学技术研究院)研究团队开发了一种具有高能量密度、高功率和良好循环稳定性的水性混合电容器(AHC)，该方法是在石墨烯上合成两种多孔金属氧化物纳米团簇，更接近实现具有高能量密度、高功率密度和更长循环寿命的安全储能技术。相关论文发表于近期的《先进功能材料》杂志封面文章。这种混合存储替代方案显示功率密度比传统电池快100倍，允许在几秒钟内充电。因此，它适用于小型便携式电子设备。

　　传统的电化学储能系统，包括锂离子电池(LIBS)，具有较高的电压范围和能量密度，但也会受到可燃有机电解质的安全问题的影响。此外，它们的电化学反应速率较慢，导致充电速度差，功率密度低，容量迅速衰减，从而循环寿命短。另一方面，基于水电解质的电容器由于被认为是安全和环保的替代品而受到广泛关注。然而，水电解质由于其电压范围有限、电容低，在能量密度方面落后于基于有机电解质的储能系统。因此，除了能够快速充电的高功率密度之外，开发具有高能量密度和长循环寿命的水性能量存储是推进下一代电化学能量存储装置的最具挑战性的任务。

　　来自KAIST能源、环境、水和可持续性研究生院的Jeung Ku Kang教授和他的团队开发了一种具有高能量密度、高功率和良好循环稳定性的水性混合电容器(AHC)，方法是在石墨烯上合成两种多孔金属氧化物纳米团簇，为AHCs制造正负极。多孔金属氧化物纳米粒子由2到3纳米大小的纳米团簇组成，具有小于5纳米的介孔。在这些多孔结构中，离子可以快速地转移到材料表面，大量的离子可以快速地储存在金属氧化物颗粒中，因为它们的颗粒尺寸小，比表面积大。

　　研究小组将多孔氧化锰应用于石墨烯为正极，多孔氧化铁用于石墨烯为负极，设计了一种能在2V的电压范围内工作的水相混合电容器。研究人员说：“这种由多孔金属氧化物电极驱动的高容量和高功率密度的新型AHC，将有助于一种新型储能系统的商业化。这项技术允许在几秒钟内进行超快充电，使其适合作为移动设备或电动汽车的动力源，因为太阳能是直接以电力形式储存的。“