記者從中科院大連化物所獲悉，該所孫公權研究員與王素力研究員帶領的研發團隊,創新性地設計并構筑了一種新型復合電源,該電源同時兼具高功率密度與高能量密度。相關研究成果發表在《美國化學會-能源快報》上。

直接甲醇燃料電池是將液體甲醇燃料的化學能直接轉化為電能，憑借其高能量密度特性，在便攜式電源、離網固定電站等領域具有極高的應用潛力。但由于甲醇等液體燃料電氧化與氧氣電還原反應動力學過程較慢，導致其功率密度較低，在高負載工況條件下其應用受到嚴重制約。而超級電容器雖具有較高的功率密度，但由于受限于電極活性材料的比容量，其能量密度較低。目前，包括傳統燃料電池、超級電容器、鋰離子電池等大多數化學電源，難以同時兼具高功率密度與高能量密度。

為攻克相關難題，中科院大連化物所研究團隊構筑了一種基于贗電容材料和電催化材料的新型雙效電極，并借此原位構建了直接甲醇燃料電池與超級電容器復合電源，在單一電極上同時實現燃料電池的電催化反應與超級電容器的充放電過程。該復合電源借助贗電容材料聚苯胺在陰極與陽極電位區間可發生氧化/還原態轉變的特性，從而實現了超級電容器原位自充電。

“這就好比將只有小出水口的大容量蓄水池中的水，過渡性地轉移到了小容量卻具有大出水口的容器中，復合容器的出水能力得到提升。”中科院大連化物所孫公權說，得益于聚苯胺快速的贗電容放電特性，復合電源的脈沖放電性能得到大幅提升，單體電池功率密度可達4kW/kg，較傳統直接甲醇燃料電池提高了80%以上，而甲醇的持續供給也保障了復合電源的高能量密度，這將為移動電源、電動汽車等產業的發展提供更多的應用價值。

據悉，新型“雙高”電源將為贗電容與電化學反應耦合機制為閘釋原理的下一代高比特性化學電源研發提供了新的研究思路，將促進能源高效利用、節能減排等國家政策的貫徹落實。該項目得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金的支持。