電子發燒友網綜合報道，在全球能源轉型加速推進、數字經濟蓬勃發展的背景下，規模化電網儲能、AI計算中心等高功率場景對儲能技術的要求愈發嚴苛，既需要高能量密度與超快充放電速度，也要求長循環壽命與低成本優勢。然而商用超級電容器長期受限于能量密度偏低的問題，難以適配這類高功率需求場景的應用。

近日，廈門大學材料學院彭棟梁、魏湫龍團隊在《自然?通訊》發表的重磅研究成果，憑借創新的儲能機制攻克了雙電層電容儲能的核心瓶頸，為高功率儲能領域帶來了突破性的解決方案。

商用超級電容器的能量密度短板，根源在于兩大技術桎梏：其一，其依靠電極表面雙電層電容機制儲能的方式，本身存在電荷存儲容量有限的問題；其二，為避免電解液分解形成固體電解質界面膜導致雙電層電容吸附失效，其工作電壓窗口被大幅限制，進一步制約了能量存儲能力。

這兩大問題疊加，讓超級電容器難以滿足電網儲能、AI算力中心等場景對高功率、規模化儲能的需求，成為行業發展的長期卡點。針對這一難題，廈大研究團隊另辟蹊徑，從電解液與電極的相互作用機制入手，找到了全新的技術突破口。

團隊研究發現，在鈉基醚類電解液體系中，多孔碳負極即便在低電壓條件下形成的電解質界面膜，也能實現溶劑化鈉離子與納米孔道的高效適配，讓溶劑化鈉離子順利進入微小的納米孔道內進行雙電層電容吸附。

更關鍵的是，不斷增大的工作電壓窗口會驅動溶劑化鈉離子發生部分脫溶劑化過程，使其平均溶劑化數從2.1逐步降至0.6。這一變化讓孔內的溶劑化鈉離子能夠更貼近碳材料表面，大幅提升了雙電層電容的電荷存儲容量，實現了比電容與工作電壓窗口的雙重提升。這一被命名為“電化學驅動溶劑化結構部分脫溶”的創新機制，成為突破雙電層電容儲能瓶頸的核心關鍵。

依托這一創新機制，研究團隊研發的多孔碳負極展現出遠超商用產品的性能，比容量達到508C/g，折合141mAh/g，而當前商業化超級電容器的電極比容量僅約135C/g，性能提升顯著的同時，還保留了超級電容器充放電速率快、壽命長的固有優勢。

以此為基礎，團隊組裝了以多孔碳為負極、磷酸釩鈉為正極的混合鈉離子電容器軟包電芯，其能量密度達到40Wh/kg，較當前商用超級電容器提升4倍，更實現了70秒超快充電、30000圈穩定循環的優異性能。相較于市場上現有的鋰離子電容器，這款鈉離子電容器無需復雜的預處理步驟，工藝更簡單、生產成本更低，完美契合快速充放電、長壽命的高功率儲能場景需求。

這一研究成果的誕生，是多方科研力量協同攻關的結果，工作在魏湫龍副教授、彭棟梁教授和大連化物所鐘貴明副研究員的指導下完成，由廈大三位青年學子擔任共同第一作者，同時得到了國家自然科學基金、福建省自然科學基金及多家重點實驗室的支持，體現了我國在儲能材料領域產學研協同創新的深厚實力。

從行業價值來看，該成果不僅突破了雙電層電容儲能的技術瓶頸，更讓鈉離子電容器在高功率儲能領域的規模化應用成為可能。鈉離子本身具備資源豐富、分布廣泛的優勢，搭配此次研發的創新儲能機制，讓相關產品在成本與性能上形成雙重競爭力，既適配AI計算中心對供電穩定性、超快響應的嚴苛要求，也能滿足規模化電網儲能對長壽命、低成本的需求。