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  近日，國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》（Advanced Materials》（最新影響因子19.791）發(fā)表了東華大學(xué)纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室朱美芳教授-廖耀祖教授合作團(tuán)隊(duì)和德國(guó)柏林工業(yè)大學(xué)阿納托馬斯（Arne Thomas) 教授課題組合作撰寫的論文《利用Buchwald-Hartwig偶聯(lián)合成共軛微孔聚合物網(wǎng)絡(luò)用于高效超級(jí)電容器能量存儲(chǔ)》（Efficient Supercapacitor Energy Storage Using ConjugatedMicroporousPolymer Networks Synthesized from Buchwald-Hartwig Coupling ）(DOI:10.1002/adma.201705710)，報(bào)道了合作團(tuán)隊(duì)在能源存儲(chǔ)材料領(lǐng)域取得的最新進(jìn)展。

  多孔共軛聚合物是一類由全共軛高分子網(wǎng)絡(luò)圍筑、自具孔結(jié)構(gòu)的新興功能材料，其特點(diǎn)是孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、光電性質(zhì)可調(diào)控以及合成路徑多樣等。自2007年新興以來，人們主要關(guān)注如何提高其比表面積、豐富孔結(jié)構(gòu)以及改善氣體吸附效率。最近，利用其本征孔結(jié)構(gòu)和氧化還原活性，開發(fā)兼具雙電層和贗電容儲(chǔ)能機(jī)制的電極材料逐漸成為研究熱點(diǎn)。

  化石燃料為主的現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致全球面臨嚴(yán)重的能源危機(jī)、環(huán)境污染及溫室效應(yīng)等問題，亟需尋找可替代的能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換方式。超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能方式，具有環(huán)境友好、能量密度大、充放電速度快以及循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，備受人們關(guān)注。其儲(chǔ)能機(jī)制包括雙電層和贗電容儲(chǔ)能兩種，對(duì)應(yīng)的典型材料為碳材料和導(dǎo)電聚合物。然而，前者比電容不高，而后者循環(huán)穩(wěn)定性較差。如何發(fā)揮兩種儲(chǔ)能機(jī)制，研制高比電容和高循環(huán)穩(wěn)定性電極材料是該研究領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題。

  據(jù)悉，該合作團(tuán)隊(duì)提出Buchwald-Hartwig偶聯(lián)方法制備主鏈含氮、側(cè)基含氧（N、O含量高達(dá)20%）的氨基蒽醌多孔共軛聚合物，通過分子設(shè)計(jì)優(yōu)化氧化還原活性，獲得較高的贗電容；利用多孔共軛聚合物骨架自具孔道結(jié)構(gòu)，促進(jìn)電解質(zhì)傳輸，避免電極材料的溶脹和收縮；充分發(fā)揮雙電層和贗電容兩種儲(chǔ)能機(jī)制，研制的三電極超級(jí)電容器在1A/g電流密度下比電容高達(dá)576F/g，循環(huán)使用6000次后可仍然保持85%起始電容；進(jìn)而組裝成非對(duì)稱雙電極超級(jí)電容器的操作窗口寬，功率和能量密度分別高達(dá)1300W/kg和60Wh/kg，循環(huán)2000次性能無衰減。該研究工作為電化學(xué)能源存儲(chǔ)有機(jī)多孔材料的理性設(shè)計(jì)提供了新思路。

  東華大學(xué)系該論文第一完成單位，廖耀祖教授為第一作者并與阿納托馬斯教授為共同通訊作者。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201705710/full