超级电容器与电池不同的是，它可以快速储存大量能量，并以同样快的速度将其释放出来。比如说，如果火车进站时刹车，超级电容就会把能量储存起来，当火车在启动时需要大量能量的时候，超级电容就会非常迅速地再次提供能量。不过超级电容器的能量密度还不够大，比如锂蓄电池的能量密度为千瓦时(KW/h)，而超级电容器只能达到其十分之一。

近日，慕尼黑工业大学(TUM)无机和金属有机化学教授RolandFischer的团队开发了一种高效的超级电容器。该储能装置采用一种新型的、强大的、同时也是可持续发展的石墨烯混合材料作为正极，与基于钛和碳的成熟负极相结合，其性能数据与目前使用的电池基本相当。

这种新型储能装置不仅能量密度高达73Wh/kg，大致相当于镍金属氢化物电池的能量密度，而且在功率密度为16kW/kg的情况下，其性能也远优于其他大多数超级电容器。新型超级电容器的秘密在于不同材料的组合，化学家们将这种超级电容器称为非对称。

研究人员采用化学改性的石墨烯作为新型正极，并将其与纳米结构的金属有机框架，即所谓的MOF相结合。对石墨烯混合材料的性能具有决定性意义的是，一方面是大的比表面和可控的孔径，另一方面是高导电性。材料的高性能是基于微孔MOFs与导电石墨烯的结合。一个大的表面对于好的超级电容器来说是很重要的。它允许在材料中分别收集大量的电荷。所得的混合MOFs具有非常大的内表面，每克高达平方米。

然而，这并不是新材料的唯一优势。要想实现化学稳定的混合体，需要各组分之间有很强的化学键。石墨烯酸与MOF氨基酸连接起来，就形成了一种肽键。纳米结构成分之间的稳定连接，在长期稳定性方面有着巨大的优势。键越稳定，充放电循环次数就越多，而不会有明显的性能损害。传统的锂电蓄能器的使用寿命约为次。新型电池，即使在次循环后，仍能保持接近90%的容量。

论文标题为《CovalentGrapheneMOFHybridsforHighPerformanceAsymmetricSupercapacitors》,发表在《AdvancedMaterials》杂志上。