北大科学家开发超级电容器电极材料，已用于兰博基尼史上最快超跑，百公里加速2.8秒

超级电容器，又称“电化学电容器”，是一种能够快速充放电的储能装置。然而，传统超级电容器在成本、性能方面存在不足，如能量密度低、工作电压低等，这主要源于电极材料和电解质无法承受高压。

近年来，我国政府鼓励对超级电容器进行深入研究。2017年，科技部将“基于超级电容器的大容量储能体系及应用”列入国家重点基础研究发展规划。因此，开发新型电极材料和电解质对于拓宽超级电容器及其应用领域具有重要意义。

近期，麻省理工学院化学系研发团队成功开发了一种新型电极材料——无孔金属有机聚合物（MOF），将Ni₃BHT（苯六硫醇镍）作为电极材料，使超级电容器的能量密度提高100%，解决了电化学稳定性的问题。

这种新型超级电容器技术已被应用于兰博基尼超级跑车SianFKP 37，最大功率819马力，0-100公里加速时间仅为2.8秒，最高速度超过350公里/小时。

此外，活性炭、石墨烯、碳管等多孔碳材料和导电材料已被广泛应用于超级电容器电极，但它们仍存在导电率低、比表面积小、离子导电率低等问题。因此，开发新型材料对于提高超级电容器的能量密度至关重要。

导电MOF材料是一种新型材料，具有大比表面积、高导电性等特点，是生产高性能超级电容器的理想选择。窦锦虎博士及其团队在MIT期间，从创新材料角度提出设想，成功开发出无孔层状导电MOF材料，并将其应用于超级电容器中。

这种无孔MOF材料——苯六硫醇镍（Ni₃BHT）作为新的电极材料，采用六氟磷酸锂（LiPF6）/乙腈做电解质，其电导率为500S/m、高电容达245F/g，宽电压窗口1.7V，与课题组之前的材料相比能量密度提高了100%。

窦锦虎博士认为，这种材料具有独特的电子性，与下一代信息技术、能源材料和生物传感等领域息息相关。未来，该技术的研究将主要聚焦在电解液和耐高压的电极材料，提升电导率，突破4.5V到5V窗口的瓶颈。

超级电容器具有充放电时间快、功率密度高、使用寿命长、安全系数高等优点，在辅助能量、回收制动能量、应急电源等方面具有广泛应用前景。

目前，我国超级电容器领域市场处于发展初期，核心问题是电极产品的研发具有较高的技术壁垒。窦锦虎博士认为，技术的积累非常关键，未来高校与科研院企业联合技术攻关将成为趋势。

窦锦虎博士本科为高分子材料与工程背景，博士就读于北京大学有机电子学专业，师从裴坚教授，然后在MIT化学系米尔恰·丁卡（Mircea Dinca）教授课题组完成了无机材料方向的博士后研究。今年7月博士后研究结束后，窦锦虎选择回到母校北京大学，加入材料科学与工程学院任特聘研究员、博士生导师、独立PI。

窦锦虎博士表示，现在我们正在组建一支多学科高度交叉的研究团队，将专注于有机/无机/高分子合成化学，发展新型功能材料，解决信息与能源材料领域中的重大基础问题。