对环保型可再生能源日益增长的需求也促进了能量存储与转换技术的发展，超级电容器具备快速充放电能力、循环寿命长及成本低的优点，可以作为能量存储设备的候选者。但是，超级电容器的发展和实际应用却往往会受限于它的低能量密度。在非对称超级电容器中，负极通常采用的碳材料比电容多数低于正极材料，导致总比电容低(1/C = 1/Cneg + 1/Cposi)。目前报道的赝电容材料作为负极存在较低容量和较差循环稳定性等问题，仍是实际应用中最大的障碍和挑战。

聚吡咯（polypyrrole, PPy）电容量高、导电性好、电位窗宽，可以作为超级电容器的电极材料。但是PPy作为阴极时，电位窗却会很低，且循环稳定性较差。为解决这个问题，来自皇冠9393体育平台的刘兆清和阿德莱德大学的Tian Yi Ma带领研究团队设计了一种自下而上的合成方法，通过电聚合使多孔的经高氯酸盐掺杂的PPy覆在Ni纳米管上，从而制造出自支撑的NiNTAs@PPy阵列材料，研究表明，高氯酸根强的给电子能力可以有效拓展本征聚吡咯材料的有效工作电压窗口。此外，高氯酸根与电解液的氧化还原反应进一步增加了本征材料的赝电容活性。空心的一维结构可以有效缓解电解液离子在嵌入/脱出过程中对电极材料结构的影响。这能大大提高材料的电容性能和循环稳定性，同时能提供稳定的宽电位窗。该材料可作为对称或非对称超级电容器的正负极。电化学测试结果显示，NiNTAs@PPy负极和NiNTAs@PPy正极分别在-0.8~+0.2 V和-0.1~+0.7 V电位窗口下均表现较高的比电容和良好的循环稳定性。相关工作发表在Adv. Mater. 上 (A Porous Perchlorate-Doped Polypyrrole Nanocoating on Nickel Nanotube Arrays for Stable Wide-Potential-Window Supercapacitors)。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201601781